二氧化鈦納米棒-氧化石墨烯復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能.pdf

1、本文通過(guò)水熱法合成了TiO2納米棒，改性的Hummers法合成了氧化石墨烯（GO）納米片，在室溫下，通過(guò)改變TiO2納米棒和GO的質(zhì)量比，將兩者自組裝成功地合成了具有不同質(zhì)量比的TiO2納米棒/GO復(fù)合材料。TiO2納米棒/GO復(fù)合材料通過(guò)X-射線衍射（XRD）、原子力顯微鏡（AFM）、高分辨透射電鏡（HRTEM）、拉曼光譜、紫外可見漫反射（UV-vis DRS）等手段進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征和分析。XRD、AFM以及HRTEM的測(cè)試結(jié)果表明金紅石

2、型的TiO2納米棒被均勻地負(fù)載在GO納米片上。紫外可見漫反射光譜結(jié)果表明TiO2納米棒/GO復(fù)合材料與初始的純TiO2和P25相比，在全波長(zhǎng)范圍內(nèi)有一定的紅移（15 nm），這都?xì)w功于TiO2與GO的化學(xué)鍵的能帶間隙變窄，也就是表明Ti-O-C的形成，進(jìn)而說(shuō)明TiO2與GO成功復(fù)合。通過(guò)拉曼光譜測(cè)試表明計(jì)算的GO的ID：IG值為0.844，計(jì)算的具有不同GO含量比（2.04 wt.％、4.00 wt.%、7.69 wt.%、11.1 w

3、t.%和14.3 wt.%）的TiO2納米棒/GO納米片的復(fù)合材料的ID：IG值分別為0.884、0.647、0.710、0.831和0.874。我們發(fā)現(xiàn)制備的所有的TiO2納米棒/GO復(fù)合材料的ID：IG值幾乎都比GO的較低，較低的ID：IG值決定了TiO2納米棒/GO復(fù)合材料具有較低的缺陷密度和高的結(jié)晶度，進(jìn)而具有更高的石墨化程度。高的石墨化程度是由于鈦原子存在于GO片層中，打亂了GO的片層間距和排列，進(jìn)而使得TiO2納米棒/GO復(fù)

4、合材料與純GO相比有更好的導(dǎo)電性。因而我們?cè)?mol L-1的Na2SO4電解液中，利用循環(huán)伏安（CV）、充放電（GCD）、交流阻抗（EIS）曲線測(cè)試了TiO2納米棒/GO納米復(fù)合材料的電化學(xué)性能。結(jié)果表明在復(fù)合材料中TiO2與GO的質(zhì)量比對(duì)其電化學(xué)性能有巨大的影響。當(dāng)GO的含量為4.00 wt.%時(shí)，TiO2納米棒/GO納米復(fù)合材料具有最優(yōu)異的電化學(xué)性能。在掃描速度為5 mV s-1時(shí)，復(fù)合材料電極的比容量達(dá)到100 F g-1。Ti