石墨烯納米復(fù)合材料的制備和電化學(xué)性能研究.pdf

1、石墨烯是sp2雜化碳環(huán)的二維碳原子層，是世界上最薄的材料。石墨烯具有良好的機械性、光學(xué)、熱學(xué)以及電學(xué)特性，如具有反常的量子霍爾效應(yīng)，高楊氏模量，高比表面積和高導(dǎo)熱率等。由于這些優(yōu)異特性其可用于制備不同功能的納米復(fù)合材料，特別是在儲能領(lǐng)域的應(yīng)用突出。然而，單純的石墨烯應(yīng)用于儲能材料時往往由于比表面積應(yīng)用效率低，較難嵌/脫離子及電子等缺陷，造成首次充放電比容量低以及電池容量的不斷衰減。因此，我們對石墨烯進行復(fù)合改性并研究其儲能性能，本文在這

2、方面開展了一些研究工作，主要內(nèi)容如下：
　　1.合成了四氟對苯二甲酸/氧化石墨烯納米復(fù)合材料(H2tfbdc-GO)，并采用XRD、FT-IR、TEM、SEM等手段表征了其結(jié)構(gòu)和形貌；通過測試循環(huán)伏安、計時充放電和電化學(xué)交流阻抗以及循環(huán)穩(wěn)定性研究了樣品的超電性能。在2A/g下，循環(huán)2000次后，在1M的LiOH和1 M的KOH電解液中，H2tfbdc-GO分別保持了700 F/g和500 F/g的比容量。
　　2.通過水熱法

3、成功合成了Fe2O3納米粒子；通過機械混合和熱還原方法制備了Fe2O3/GNS納米復(fù)合材料，并利用XRD、FT-IR、TEM和SEM等對其進行了表征。透射電鏡圖顯示 Fe2O3納米粒子分散或包覆在GNS中；所合成的 Fe2O3與 Fe2O3-GNS相比，后者表現(xiàn)出了更好的充放電循環(huán)性能。
　　3.合成了對苯二甲酸鋰(Li2C8H4O4,PTAL)/石墨烯納米復(fù)合材料(PTAL-GNS)，采用XRD、TEM、FT-IR、SEM等對它

4、們的結(jié)構(gòu)和形貌進行了表征，研究了它們作為鋰離子電池負(fù)極材料的電化學(xué)性能。
　　4.采用水熱法合成了層狀鈷配合物[Co(tfbdc)(4,4'-bpy)(H2O)2](Co-LM OF)納米片和[Co(tfbdc)(4,4'-bpy)(H2O)2]-GNS納米復(fù)合材料，并利用XRD、FT-IR、TEM和SEM等對它們進行了表征。研究比較了它們作為鋰離子電池負(fù)極材料的儲鋰性能，結(jié)果表明，50次循環(huán)后，Co-LMOF的放電比容量為335