石墨烯復(fù)合材料的制備及超級電容性能研究.pdf

1、本論文用改進(jìn)的Hummers法制備氧化石墨，以其為前驅(qū)物，采用水熱法制備石墨烯/Ni(OH)2、石墨烯/MnO2復(fù)合材料。用X射線衍射、場發(fā)射掃描電鏡、紅外光譜、激光拉曼、熱重分析對產(chǎn)物進(jìn)行表征，以復(fù)合物為活性物質(zhì)制備超級電容器電極，進(jìn)行循環(huán)伏安、恒流充放電等電化學(xué)測試，結(jié)果表明:所得復(fù)合材料與復(fù)合前單一材料相比，電化學(xué)性能有所提高。具體工作如下:
　　(1)氧化石墨制備工藝的探索。以石墨粉為原料，在濃硫酸和高錳酸鉀體系中制備氧化

2、石墨，研究了低、中、高溫不同的氧化時間對制備氧化石墨的影響，結(jié)果表明，高溫氧化時間對氧化石墨的結(jié)構(gòu)影響較大，并確定了制備氧化石墨的最佳條件為0℃2h，35℃0.5 h，95℃15min。
　　(2)水熱法制備石墨烯/Ni(OH)2復(fù)合材料。研究了石墨烯與Ni(OH)2的比例及水合肼對石墨烯/Ni(OH)2復(fù)合材料電化學(xué)性能的影響，當(dāng)氧化石墨/Ni(OH)2=1∶1（質(zhì)量比）時，所得產(chǎn)物電化學(xué)性能最好;適量水合肼有助于石墨烯/Ni(

3、OH)2復(fù)合材料電化學(xué)性能的提高。在200 mA/g電流密度下，石墨烯/Ni(OH)2復(fù)合材料的比電容為1200 F/g，10 A/g的電流密度下，能量密度為32Wh/Kg，功率密度為2723.5 W/Kg;在5A/g的電流密度下，充放電1000次，比容量保持率為80.4％，循環(huán)穩(wěn)定性良好。
　　(3)水熱法制備石墨烯/MnO2復(fù)合材料。探討了MnO2的最佳制備條件，以及氧化石墨與MnO2的最佳比例。當(dāng)KMnO4/Mn(CH3CO