自組裝制備二氧化鈦-石墨烯復(fù)合材料及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、二氧化鈦(TiO2)，一個(gè)典型的半導(dǎo)體材料，由于其成本低廉，環(huán)境友好，天然豐度和優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，如光催化，太陽(yáng)能電池，鋰離子電池和超級(jí)電容器等。然而，單純的二氧化鈦存在著顆粒容易團(tuán)聚，電子運(yùn)輸能力差和比表面積小等缺點(diǎn)，這些問題阻止了它在這些領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用，因此研究人員不得不開始尋求使用摻雜其他離子或者使用其他材料修飾的方法來提高它的性能。作為這些方法中的一種，與石墨烯耦合形成復(fù)合材料是近年來的一個(gè)熱門研究

2、課題。
　　在本文中，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)溶膠靜電自組裝過程來制備復(fù)合材料，在組裝過程中，沒有對(duì)帶正電荷的氫氧化鈦膠體和帶負(fù)電荷的石墨烯膠體進(jìn)行任何表面改性，帶相反電荷的膠體粒子因?yàn)殪o電作用迅速而高效的結(jié)合在一起組裝成復(fù)合材料，由于兩種原材料都處于均勻分散的膠體狀態(tài)，因此二氧化鈦納米顆粒能夠更多更好的均勻分布在石墨烯的片層上。
　　本文基于溶膠靜電組裝方法制備出兩種二氧化鈦形貌不同的復(fù)合物，分別為橢球體二氧化鈦/石墨烯復(fù)合材料和納

3、米管二氧化鈦/石墨烯復(fù)合材料，經(jīng)過硼氫化鈉水熱還原得到橢球體二氧化鈦，經(jīng)過堿熱和N2煅燒得到納米管二氧化鈦。使用透射電子顯微鏡，傅里葉變換紅外光譜，X射線衍射技術(shù)，X射線光電子能譜，色散型拉曼光譜對(duì)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征，結(jié)果表明，第一種復(fù)合材料中二氧化鈦明顯呈現(xiàn)出的橢球的形狀，長(zhǎng)半徑約為10nm,短半徑約為5nm，第二種復(fù)合材料中二氧化鈦表現(xiàn)為納米管狀，管徑約為20-50nm,管長(zhǎng)約為200-300nm。除此之外，還使用循環(huán)伏