石墨烯基超級電容器電極材料的制備及表征.pdf

1、本文利用石墨烯具有超大比表面積、較好的導電性以及電化學穩(wěn)定性的特點，將其分別與四氧化三鐵以及聚苯胺復合，具體試驗為：使用新型靜電自組裝方法合成了兩種不同組分比的石墨烯/四氧化三鐵納米復合物,還通過原位氧化的方法制得了石墨烯/聚苯胺納米復合物，并對它們作為超級電容器電極材料上的性能展開了一系列的研究。
　　首先，我們利用氧化石墨（GO）表面帶有大量負電荷這一特點，提出讓其與表面帶有正電荷的氫氧化鐵膠體顆粒利用正負電荷相吸引的原理進行

2、自組裝，制備出GO/Fe(OH)3顆粒，然后使用還原劑還原并在水熱釜中進行熱處理，成功制備出石墨烯/四氧化三鐵顆粒（CFGC）。掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡照片顯示，直徑約為10-20 nm的具有立方體結(jié)構(gòu)的四氧化三鐵顆粒均勻的分散負載在石墨烯片層上，沒有發(fā)現(xiàn)單獨存在的四氧化三鐵顆粒，證明了這種靜電自組裝方法的優(yōu)越性。Roman光譜，X射線衍射圖譜等表征也表明四氧化三鐵與石墨烯成功復合。石墨烯和四氧化三鐵在復合物中的協(xié)同作用使得 CF

3、GC在超級電容器上表現(xiàn)出了卓越的性能。以500 mA/g的電流在6M KOH中進行恒流充放電時，比容量為216.7 F/g。
　　其次，我們使用了聚苯乙烯磺酸鈉（PSS）去修飾氧化石墨烯，還原之后得到了分散性很好的PSS/Graphene分散液，從而改變了石墨烯表面的Zeta電位，進一步利用其與氫氧化鐵膠體自組裝，在氮氣氛圍下經(jīng)過煅燒處理后，制備出不同組分和形貌的石墨烯/四氧化三鐵納米復合材料（FGC）。石墨烯和四氧化三鐵的復合，

4、能有效改善四氧化三鐵的導電性，并且阻止石墨烯的團聚。掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡顯示，直徑在25 nm左右的四氧化三鐵顆粒均勻負載于石墨烯的表面或?qū)訉又g。FGC用作電極材料時，以500 mA/g的電流在6M KOH中進行恒流充放電時，比容量為197 F/g，經(jīng)過3000次循環(huán)后，容量保有率為87％。
　　最后，我們還使用了原位氧化聚合的方法制備出石墨烯/聚苯胺復合材料（PANI/CGN）。掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡照片顯示