超級電容器,是一種儲能機理介于傳統(tǒng)電容元件和化學電池之間的新的儲能元件。近年來,超級電容器電極材料的研究熱點是將碳基材料產(chǎn)生的雙層電容與導電活性物質產(chǎn)生的法拉第贗電容結合起來。石墨烯與金屬氧化物復合材料作為電容器電極材料同時具有兩種材料的優(yōu)點,石墨烯大的表面積和豐富的含氧官能團使金屬氧化物納米顆粒附著在石墨烯的表面成為可能,而金屬氧化物可以利用其優(yōu)異的導電性能來實現(xiàn)自身的法拉第贗電容,此外金屬氧化物納米顆粒的引入,降低了石墨烯片層之間的范德瓦耳斯力,抑制了其在充放電過程中發(fā)生的團聚現(xiàn)象,從而使石墨烯的大的比表面積得以保留。本文主要研究石墨烯與四氧化三鐵復合材料以及與氧化鎳的復合材料的結構特點以及它們的電容性能。主要內(nèi)容分為三部分:（1）氧化石墨及氧化石墨烯（GO）的制備與表征。采用改性的Hummers方法制備氧化石墨,并且研究了高錳酸鉀量加入量對制備的氧化石墨的影響。結果顯示隨著高錳酸鉀量的增加（由3g增加到6g）的過程中,氧化石墨的衍射峰位出現(xiàn)一個先升高再降低的過程,當天然石墨、硝酸鈉、高錳酸鉀的質量比例為1:1:5時制備的氧化石墨的衍射峰最高,指示此時其性能最好。隨后采用兩種還原方... 

【文章來源】：鄭州大學河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

幾種儲能器件比能量和比功率的關系圖

層電容器作用突出。它的研究先后經(jīng)歷了多孔碳、活性炭、炭纖維、、石墨烯。以碳基材料作為超級電容器的電極材料它的儲能機理是形結構，其儲備電荷的多少與炭材料的化學有效面積息息相關，石墨烯特的性質使其成為目前最有應用前景的碳基新型材料。2004 年英國曼徹斯特大學 Geim 小組發(fā)現(xiàn)了一種單層二維炭基材料石構見圖 1.2）[19]。結構決定性質，石墨烯特殊結構使其具有 2630m2g-1面積，石墨烯晶體中每個晶格中都有 3 個σ鍵形成 6 邊結構，以及一個面的π鍵，π電子可以自由移動，使石墨烯具有較好的電學性質，與此其結構穩(wěn)定，在常溫條件下電子受到幾乎不受外界干擾，電子在石墨時不易發(fā)生散射使石墨烯電子遷移率高達 200000cm2v-1s-1[21]，相關實驗烯具有優(yōu)異的光學性質，單層石墨烯對可見光的透光率是 97.7%[22]此還具有高的力學強度。

緒論碳的同素異形體有多種，其中零維富勒烯、一維碳納米管、二維石墨烯和三維石墨都是碳的同素異形體（圖 1.3)，并且石墨烯在一定條件下可以轉化成這三種物質。因此我們認為石墨烯是其他幾種材料的基本組成單元[20]。鑒于石墨烯的優(yōu)異性質以及其可以組成其他材料的特點迅速引起了科學家的高度關注，并在導電納米材料，催化劑[23-24]，傳感器[25-27]和超級電容器[28-30]等方面有廣泛應用。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]鐵氧化物/石墨烯納米復合材料的制備及超級電容性能研究[D]. 壽慶亮.浙江大學 2012



本文編號：2948532