水熱法制備石墨烯復(fù)合材料、海膽狀二氧化錳及其在超級(jí)電容器中的應(yīng)用.pdf

1、本論文主要采用水熱法制備了不同超級(jí)電容器電極材料，包括石墨烯/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料、石墨烯/金屬氧化物復(fù)合材料和單獨(dú)的金屬氧化物納米材料。利用掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、X射線光電子能譜（XPS）、X-射線衍射（XRD）、紅外光譜（FTIR）等測(cè)試手段對(duì)產(chǎn)品的形貌、結(jié)構(gòu)及成分進(jìn)行了表征，并研究了這些材料的電容性能。具體研究成果如下：
　　1，三元復(fù)合材料石墨烯/聚苯胺/介孔二氧化硅 MCM-41（MCM-41

2、）通過(guò)水熱法合成。氧化石墨烯（GO）在石墨烯/聚苯胺/MCM-41復(fù)合材料中的含量對(duì)所制備的超級(jí)電容器電極的電化學(xué)性能有很強(qiáng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)GO的含量為50％時(shí)，電流密度為0.8Ag-1條件下，石墨烯/聚苯胺/MCM-41復(fù)合材料的比電容值可以達(dá)到405Fg-1。此外，在1000次充放電之后，石墨烯/聚苯胺/MCM-41復(fù)合材料的比電容值仍為初始值的91.4%。不同GO含量的復(fù)合材料的電化學(xué)性能，也做了詳細(xì)的研究。
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3、，通過(guò)調(diào)控錳源的含量，采用簡(jiǎn)單的一步水熱法成功的制備了形貌可控的二氧化錳/石墨烯復(fù)合材料，即花瓣?duì)疃趸i納米片/石墨烯復(fù)合材料和二氧化錳納米棒/石墨烯復(fù)合材料。討論了不同形貌的二氧化錳/石墨烯復(fù)合材料的形成機(jī)理。所制備的二氧化錳/石墨烯復(fù)合材料均呈現(xiàn)為類“三明治”結(jié)構(gòu)，即花瓣?duì)畹亩趸i納米片和二氧化錳納米棒都是均勻的附著在石墨烯片層的兩側(cè)。此外，不同形貌的二氧化錳/石墨烯復(fù)合材料均可用于超級(jí)電容器的電極材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，與二氧化錳

4、納米棒/石墨烯復(fù)合材料相比，花瓣?duì)疃趸i納米片/石墨烯復(fù)合材料具有較好的電容性能。在1M硫酸鈉電解液中，掃速為1mVs-1的條件下，花瓣?duì)疃趸i納米片/石墨烯復(fù)合材料的比電容值為516.8Fg-1，且具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性，這表明其有作為高性能超級(jí)電容器的電極材料的潛能。該項(xiàng)工作不僅提供了一種簡(jiǎn)單、原位的方法合成金屬氧化物/石墨烯復(fù)合材料，同時(shí)，也提供了一種新型的結(jié)構(gòu)概念用于制備其他金屬氧化物和石墨烯復(fù)合材料。
　　3，采用簡(jiǎn)單