石墨烯及其復(fù)合材料的制備、表征和超電容性能研究.pdf

1、石墨烯自2004年被成功制備以來,由于其具有獨(dú)特的物理、化學(xué)和力學(xué)等性能,受到了世界的廣泛關(guān)注。本文以氧化石墨作為前驅(qū)體,分別通過聯(lián)氨還原和低溫?zé)釀冸x法成功制備了石墨烯材料,進(jìn)一步用共混揮發(fā)自組裝方法制備了氧化石墨烯/無定形碳、FGS300/FDU15、FGS300/RuO2·xH2O復(fù)合材料。對所制備的材料進(jìn)行了XRD、SEM、TEM和N2吸附-脫附分析等表征,并進(jìn)一步研究了它們的超電容性能。最后,利用沉積法制備了FGS300/Ni復(fù)

2、合材料,并對其磁性能進(jìn)行了測試。
　　 通過聯(lián)氨還原法制備的石墨烯具有良好的超電容性能,但通過N2吸附一脫附分析表明,所制備的樣品具有較低的BET比表面積,這主要是由于在還原過程中,石墨層之間發(fā)生了大量團(tuán)聚,重新形成了體相石墨結(jié)構(gòu)。通過低溫?zé)釀冸x所制備出的功能型石墨烯,由于其表面具有大量的官能團(tuán),因此具有良好的超電容性能。通過進(jìn)一步的高溫?zé)崽幚?比電容值明顯降低,但其在高掃速和大電流密度下具有更好的比電容保持率,這主要是由于其導(dǎo)

3、電性能得到了進(jìn)一步的提高。氧化石墨烯/無定形碳復(fù)合材料相比于兩種單體具有更高的BET比表面積。對于FGS300/FDU15復(fù)合材料,電化學(xué)測試表明,該材料具有良好的超電容性能,且在高掃速和大電流密度下具有較高的比電容保持率。這主要是由于通過復(fù)合,材料的孔徑分布相對比較均一,更利于電解液在孔道內(nèi)的傳輸。對于FGS300/RuO2·xH2O復(fù)合材料,電化學(xué)測試研究表明,當(dāng)RuO2·xH2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％時(shí),其RuO2·xH2O的利用率達(dá)到