石墨烯和石墨烯-氫氧化鎳復(fù)合材料的制備及電容性能.pdf

1、本文以石墨為原料，采用Hummers法得到氧化石墨，利用環(huán)境友好的電化學(xué)還原法在0.05M的鄰苯二甲酸氫鉀緩沖溶液中制備了石墨烯，采用水熱法制備了石墨烯/氫氧化鎳復(fù)合材料。利用紅外光譜(FT-IR)、差熱-熱重分析(TGA-DSC)、X射線粉末衍射(XRD)技術(shù)對石墨烯和石墨烯/氫氧化鎳復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)進行表征，用透射電子顯微鏡(TEM)觀察石墨烯的形貌，采用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察石墨烯/氫氧化鎳復(fù)合材料的形貌，并利用恒電流充放電、

2、交流阻抗、循環(huán)伏安技術(shù)研究了石墨烯在pH=13的硫酸鈉溶液中的電容性能和石墨烯/氫氧化鎳復(fù)合材料在1MKOH溶液中的電容性能。
　　石墨烯的FT-IR，XRD，TGA-DSC結(jié)果表明氧化石墨烯被成功地還原為石墨烯。電容分析結(jié)果表明還原時間為1h，電極質(zhì)量為1.2mg時，石墨烯電容性能最佳。該條件下制得的石墨烯電極，在-1～0.4V電位窗范圍內(nèi)，電流密度為0.65A/g，pH=13的Na2SO4溶液中，單電極比電容可達(dá)254.9F/

3、g，充放電循環(huán)1000次后，仍然保持84％的電容量，具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。組裝了石墨烯-石墨烯對稱型超級電容器，在0.65A/g電流密度下，其比電容為46.6F/g，能量密度達(dá)12.7Wh/kg，在6.5A/g的電流密度下，其功率密度為9211W/kg，充放電1000圈，比電容為原來的77％，循環(huán)性能有待提高。
　　石墨烯/氫氧化鎳的FT-IR，TGA-DSC，XRD，SEM結(jié)果表明復(fù)合材料中既存在石墨烯，也存在β-Ni(OH)2

4、。電容分析結(jié)果表明，水熱時間為10h，石墨烯與氫氧化鎳的質(zhì)量比為1∶7，單電極質(zhì)量為2.6mg時，石墨烯/氫氧化鎳電極的電容性能最佳。該條件下制得的石墨烯/氫氧化鎳電極，在0～0.5V電位窗下，3.8A/g電流密度下，復(fù)合電極的比電容可達(dá)1488F/g，循環(huán)2000圈后，比電容保持原來的72％，循環(huán)性能有待提高。組裝了石墨烯-石墨烯/氫氧化鎳非對稱型電容器，在0.28A/g電流密度下，其比電容為41.9F/g，能量密度和功率密度分別為3