鋰離子電池是目前應(yīng)用最廣泛、最有前景、研究最多的電池之一，而金屬氧化物因其低電極電位、高儲(chǔ)鋰容量的優(yōu)點(diǎn)被作為鋰離子電池負(fù)極材料廣泛研究。其中，F(xiàn)e3O4因理論容量高（924mAh g-1），電子電導(dǎo)率高，低成本和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛研究，但其在充放電過(guò)程中會(huì)發(fā)生較大的體積變化，導(dǎo)致電池循環(huán)性能較差，所以在鋰離子電池的應(yīng)用上受到了阻礙。而石墨烯因高導(dǎo)熱率，高機(jī)械性能，良好的電子電導(dǎo)率和大的比表面積被作為鋰離子電池材料研究，表現(xiàn)出了大的可逆比容量，但初始庫(kù)侖效率低，容量衰減快。本論文主要通過(guò)制備Fe3O4/石墨烯納米復(fù)合材料來(lái)解決上述問(wèn)題。（1）通過(guò)改進(jìn)的Hummers法制得氧化石墨，采用超聲剝落得到氧化石墨烯，利用檸檬酸鈉將氧化石墨烯膠液還原為石墨烯。并應(yīng)用XRD，F(xiàn)T-IR，UV，SEM，TEM觀察比較了各個(gè)階段產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和形態(tài)。結(jié)果顯示，石墨被氧化為氧化石墨，檸檬酸鈉成功的將氧化石墨還原成石墨烯納米片，但是層數(shù)較厚，還有望進(jìn)一步改進(jìn)。接著采用共沉淀法以FeCl3和FeCl24H2O為鐵鹽，NaOH溶液作為沉淀劑，回流制取了Fe3O4納米粒子。表征結(jié)果表明，成功的制取了Fe3O4納米粒... 

【文章來(lái)源】：山西師范大學(xué)山西省

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Fe3O4的晶胞結(jié)構(gòu)（白色球表示O2-，棕色球表示Fe3+，綠色球表示Fe2+）

圖 2-1 加水后氧化石墨（a）、加雙氧水后的氧化石墨（b）、烘干后的氧化石墨（c）b. 還原氧化石墨稱取干燥后的氧化石墨 100 mg，溶于 400 mL 的去離子水中，浸泡 2-4h，超聲 2 h，得到氧化石墨烯膠液。然后將溶液轉(zhuǎn)入 1000 mL 的燒杯中，加入 2.0 g 檸檬酸鈉，水浴加熱至 90℃并保持?jǐn)嚢?10h，燒杯內(nèi)的顏色由棕色變?yōu)楹谏⑺萌芤河萌ルx子水離心洗滌（12000 rpm,15 min）洗至 pH＝7，最后用無(wú)水乙醇洗滌，將離心所得沉淀物置于恒溫干燥箱中于 60 ℃烘干，得到黑色物質(zhì)，即為石墨烯納米片。2.4.2 石墨、氧化石墨烯及石墨烯納米片的表征a. XRD 表征及分析圖 2-2 為石墨、氧化石墨、石墨烯納米片的 XRD 表征結(jié)果。石墨的特征衍射峰在 2θ＝26.6°，相對(duì)應(yīng)的石墨層間距是 0.335 nm。石墨的衍射峰強(qiáng)度大而窄，說(shuō)明石墨的晶粒大，晶型完整。而發(fā)生氧化反應(yīng)之后，石墨在 2θ＝26.6°的特征衍射峰消失，在 2θ＝11.5°出現(xiàn)了新的衍射峰，此

16圖 2-5 石墨（a，b）、氧化石墨（c，d）和石墨烯納米片（e，f）的 SEM 圖 TEM 及分析為了更進(jìn)一步觀察氧化石墨和石墨烯納米片的微觀結(jié)構(gòu)，我們通過(guò) TEM 來(lái)觀察它們?cè)诩{米上的特點(diǎn)。圖 2-6 是氧化石墨（a，b）和石墨烯納米片（c，d）的 TEM 圖。從 a，b 中可以看氧化石墨的層狀結(jié)構(gòu)，從 c 中可以看到石墨烯納米片的層狀結(jié)構(gòu)以及層狀結(jié)構(gòu)邊緣的彎曲現(xiàn)，這是由納米石墨片較薄的性質(zhì)所決定的。還可以得到石墨烯納米片的片層尺寸大約為 5 nm，約為 15 層。從 d 中可以看到石墨烯納米片表面發(fā)生明顯的褶皺。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]Fe3O4磁性納米粒子的可控制備與研究[D]. 馬慧.山西師范大學(xué) 2013
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本文編號(hào)：2970607