石墨烯基復(fù)合材料的制備及其電學(xué)性能研究.pdf

1、本論文主要研究了氧化石墨烯的制備和還原，石墨烯/Fe3O4、石墨烯/TiO2兩種復(fù)合材料的制備及其在鋰離子電池負(fù)極材料的應(yīng)用，還研究了石墨烯/LDH的制備及其作為超級電容器電極材料的應(yīng)用。
　　 本文通過改進(jìn)的Hummers法，使用濃硫酸插層及高錳酸鉀氧化，將天然石墨氧化，后經(jīng)過超聲制得了氧化石墨烯。該氧化石墨烯的水溶液和異丙醇做溶劑通過水熱法制取了負(fù)載物分散性好的石墨烯/FeOOH復(fù)合物，將該復(fù)合物在惰性氣氛下管式爐600℃處

2、理可得到石墨烯/Fe3O4復(fù)合材料，通過XRD、SEM、TEM等手段進(jìn)行表征，證明Fe3O4納米顆粒成功的負(fù)載在石墨烯表面。該復(fù)合物作為鋰離子電池的負(fù)極材料在1-3V下，首次充放電容量為1250mAh·g-1，30次循環(huán)后容量930mAh·g-1，相對以往報道的Fe3O4納米顆粒單獨作為鋰離子電池負(fù)極材料在容量和循環(huán)性能都有明顯的改進(jìn)和提升。
　　 通過醇和酸酯化反應(yīng)及鈦酸四丁酯水解反應(yīng)的協(xié)同作用，使用鈦酸四丁酯作為鈦源，乙醇和

3、乙酸為反應(yīng)溶劑，水熱釜中120℃反應(yīng)10h制的了銳鈦礦晶型的TiO2納米棒和石墨烯的復(fù)合產(chǎn)物，該產(chǎn)物作為鋰離子電池負(fù)極材料，1-3V電壓范圍內(nèi)，首次容量約196mAh·g-1，55次循環(huán)后100mAh·g-1，也表現(xiàn)出較大的容量和較好的循環(huán)性能。
　　 本論文還用氧化石墨烯的水和DMF混合溶液，在加入無機(jī)鹽和尿素的條件下，180℃下水熱48h制得了Ni-AlLDHs/石墨烯復(fù)合物。通過XRD、TEM、HRTEM對產(chǎn)物進(jìn)行了表征，

4、并將該復(fù)合物使用微量PVDF粘結(jié)在泡沫鎳片上，在1M的KOH溶液中進(jìn)行了電化學(xué)的測試。測試表明，該復(fù)合物有非常好的電化學(xué)性能，在5mv/s的速率下循環(huán)伏安測試表現(xiàn)出兩對明顯的氧化還原峰，分別對應(yīng)了兩個不同環(huán)境中鎳原子的氧化還原的過程。經(jīng)過放電曲線的計算，該復(fù)合物作為超級電容器電極材料的比容量為486F·g-1。此外，還研究了不同鎳鋁比例對該復(fù)合物電化學(xué)性能的影響。通過循環(huán)伏安曲線和充放電曲線表明，在鎳鋁比為3時的復(fù)合物具有最大的容量和最