“三明治”型CuCo2O4-rGO復合材料的設計合成及超電容行為研究.pdf

1、超級電容器是一種新型的儲能裝置，因為其比功率高、循環(huán)性能好，成為新型化學電源研究中的熱點之一。在論文工作中，我們就超級電容器及超級電容器電極材料的種類、應用以及當前研究熱點進行了扼要概述；利用不同的合成方法制備了相關的電極材料，特別是用層層組裝的方法成功的解決了金屬氧化物/還原氧化石墨烯納米級有序復合結構的構筑問題，同時對制備的材料進行了詳細的電化學性能測試；此外，我們也對沒有有機陰離子插層的層狀雙氫氧化物在水中的剝落問題進行了初步探索

2、。主要內容如下：
　　1.以硝酸銅和硝酸鈷為原料，聚乙二醇6000為結構導向劑，采用化學共沉淀法制得前軀體銅鈷層狀雙氫氧化物，然后在200℃空氣氣氛中灼燒4小時得到銅摻雜鈷氧化物（CuxCo3-xO4）納米粒子。用X-射線衍射（XRD）、場發(fā)射掃描電鏡（FESEM）對樣品的結構和形貌進行了表征；用循環(huán)伏安，恒流充放電，交流阻抗等電化學方法對其電化學性能進行了測試。測試結果表明：鈷和銅的摩爾比對目標產物的電化學性能有顯著地影響，當鈷

3、和銅的摩爾比為2.67:0.33時，樣品的電化學性能最佳。在電流密度為1A/g時，比電容達到492F/g，并且在3A/g的電流密度下，經(jīng)過2000次的充放電循環(huán)后，其比電容值沒有衰減。
　　2.采用自組裝及后續(xù)熱處理的方法合成CuCo2O4納米顆粒和還原氧化石墨烯二元復合物。氧化石墨和Cu-Co層狀雙氫氧化物分別在水中和甲酰胺中被剝離成帶相反電荷的單分子層納米片，通過對帶有相反電荷的兩種納米片進行靜電自組裝形成具有規(guī)則結構的前軀體

4、。在隨后的熱處理過程中，前軀體中的氧化石墨烯被化學還原或熱分解轉化為還原氧化石墨烯，Cu-Co層狀雙氫氧化物被轉化成CuCo2O4納米顆粒，結果CuCo2O4納米顆粒和還原氧化石墨烯交替排列形成規(guī)則的“三明治”結構。還原氧化石墨烯層上整齊排列的納米顆粒之間的空間間隙成為有利于反應物質快速擴散的通道。將此復合物材料作為超級電容器電極材料進行電化學性能測試，在電流密度為1A/g時比電容達到291F/g，在電流密度為3A/g時經(jīng)過1200圈的