氧化石墨結(jié)構(gòu)及SnO 2 /石墨烯復(fù)合材料電化學(xué)性能研究
發(fā)布時間:2021-09-25 18:46
鋰離子電池作為一種潔凈能源電池,可有效地解決能源環(huán)境問題,特別是在未來電動汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用。Sn02/石墨烯復(fù)合材料將Sn02較高的比容量同石墨烯優(yōu)異的物理性能結(jié)合,作為負(fù)極材料,擁護(hù)很好的電化學(xué)性能。本工作從氧化石墨(GO)出發(fā),實驗上采用水熱法制備了Sn02/石墨烯的復(fù)合材料,隨后對產(chǎn)物進(jìn)行了熱處理及碳包覆改性,利用XRD、SEM、FTIR、拉曼光譜、TEM及HRTEM對其組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,并測試了它們的電化學(xué)性能;理論上采用WB方程,通過計算機(jī)模擬,對GO的結(jié)構(gòu)、實驗的還原氧化石墨烯(rGO)的XRD曲線特征進(jìn)行了研究。主要創(chuàng)新性結(jié)論如下:1、GO擁有亂層堆垛的層狀結(jié)構(gòu),且C原子存在較大的熱振動位移偏移量,這同其含有的含氧官能團(tuán)和缺陷有關(guān)。含氧官能團(tuán)增加了C原子的振動頻率,同石墨(G)相比,GO的FTIR.拉曼光譜中C=C的振動頻率出現(xiàn)了藍(lán)移。缺陷減弱了C原子間結(jié)合力,使其易偏離平衡位置,并產(chǎn)生較大的熱振動位移偏移量,同時也造成了GO的熱穩(wěn)定性下降,如本工作中,GO-2同G相比,碳被氧化的起始溫度降低了145.6℃。2、XRD結(jié)果表明,GO的相對氧化程度可根據(jù)(001)衍射峰來...
【文章來源】:中南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
石墨稀(Graphene)來源丁?剝離石墨(Graphite〉的示意
在物理、化學(xué)、材料及生物等領(lǐng)域引起了熱門的研究,Gei也因他們偉大的工作獲得了 2010年的諾貝爾物理學(xué)獎[i2]。盡學(xué)者認(rèn)為是有爭議地,在他們看來,石墨稀并非這二人首次發(fā)來,科研除了需要創(chuàng)新精神之外,勇氣也是非常重要地,要勇威觀點挑戰(zhàn),敢于提出自己的觀點,樂于面對各種質(zhì)疑,所以是實至名歸的。稀同碳的其它同素異形體相比,擁有許多優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)、。例如,極大的理論比表面積(2630m2/g) [12,14];極好的力學(xué)性1.0TPa) 極高的可見光透過率(?97.7%) [3i];極優(yōu)的導(dǎo)電性在其中的傳播速度接近光速,優(yōu)于目前所有的金屬)[15];良好0Wm_i *【1),是銅的10多倍t32]。這些優(yōu)異的性能,使得石墨管氣體及生物傳感器透明導(dǎo)電薄膜[13,14,33],催化,如儲氫材料、超級電容器、太陽能電池、鋰離子電池及燃料-37]^石墨稀的復(fù)合材料[38,39]等領(lǐng)域得到了廣泛的研究,有著良
向移動任意的距離,繞著垂直于平面方向的軸旋轉(zhuǎn)任意的角度,而沒有考慮原子平面彎曲的情況。同樣在GO的結(jié)構(gòu)模型中也沒有考慮,這同圖3-3所觀察到地不同。對于它們之間的差別,我們做如下幾點解釋:首先,不考慮原子平面彎曲情況,是為了簡化結(jié)構(gòu)模型,否則模型將會變得非常復(fù)雜,難以在實際中實現(xiàn);其次,文中提到的亂層堆塊結(jié)構(gòu)模型,巳經(jīng)成功的應(yīng)用于插層化合物[115],GO的結(jié)構(gòu)類似于它們的結(jié)構(gòu);然后,根據(jù)Zhang的研究[95],不同氧化程度的GONS,平面尺寸分布在59000?550nm2之間
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]石墨烯的制備、表征與特性研究進(jìn)展[J]. 李興鰲,王博琳,劉忠儒. 材料導(dǎo)報. 2012(01)
[2]石墨烯材料的制備及其在電化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 吳詩德,宋彥良,李超,王力臻,夏同馳,衛(wèi)應(yīng)亮,陳榮峰. 材料導(dǎo)報. 2011(05)
[3]鋰離子電池錫薄膜負(fù)極制備及電化學(xué)性能研究[J]. 白紅美,陶占良,程方益,陳軍. 電化學(xué). 2011(01)
[4]用于鋰離子電池的石墨烯材料——儲能特性及前景展望[J]. 智林杰,方巖,康飛宇. 新型炭材料. 2011(01)
[5]從石墨烯的制備及其應(yīng)用研究進(jìn)展看2010年度諾貝爾物理學(xué)獎[J]. 崔同湘,呂瑞濤,康飛宇,顧家琳. 科技導(dǎo)報. 2010(24)
[6]石墨烯材料的研究進(jìn)展[J]. 王耀玲,羅雨,陳立寶,李秋紅,王太宏. 材料導(dǎo)報. 2010(S1)
[7]石墨烯的制備方法及其應(yīng)用特性[J]. 張偉娜,何偉,張新荔. 化工新型材料. 2010(S1)
[8]影響鋰離子電池高倍率充放電性能的因素[J]. 宋懷河,楊樹斌,陳曉紅. 電源技術(shù). 2009(06)
[9]鋰離子電池納米負(fù)極材料的研究進(jìn)展[J]. 饒睦敏,黃啟明,李偉善. 電池工業(yè). 2008(02)
[10]鋰離子電池負(fù)極材料的研究進(jìn)展[J]. 顏劍,蘇玉長,蘇繼桃,盧普濤. 電池工業(yè). 2006(04)
本文編號:3410252
【文章來源】:中南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
石墨稀(Graphene)來源丁?剝離石墨(Graphite〉的示意
在物理、化學(xué)、材料及生物等領(lǐng)域引起了熱門的研究,Gei也因他們偉大的工作獲得了 2010年的諾貝爾物理學(xué)獎[i2]。盡學(xué)者認(rèn)為是有爭議地,在他們看來,石墨稀并非這二人首次發(fā)來,科研除了需要創(chuàng)新精神之外,勇氣也是非常重要地,要勇威觀點挑戰(zhàn),敢于提出自己的觀點,樂于面對各種質(zhì)疑,所以是實至名歸的。稀同碳的其它同素異形體相比,擁有許多優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)、。例如,極大的理論比表面積(2630m2/g) [12,14];極好的力學(xué)性1.0TPa) 極高的可見光透過率(?97.7%) [3i];極優(yōu)的導(dǎo)電性在其中的傳播速度接近光速,優(yōu)于目前所有的金屬)[15];良好0Wm_i *【1),是銅的10多倍t32]。這些優(yōu)異的性能,使得石墨管氣體及生物傳感器透明導(dǎo)電薄膜[13,14,33],催化,如儲氫材料、超級電容器、太陽能電池、鋰離子電池及燃料-37]^石墨稀的復(fù)合材料[38,39]等領(lǐng)域得到了廣泛的研究,有著良
向移動任意的距離,繞著垂直于平面方向的軸旋轉(zhuǎn)任意的角度,而沒有考慮原子平面彎曲的情況。同樣在GO的結(jié)構(gòu)模型中也沒有考慮,這同圖3-3所觀察到地不同。對于它們之間的差別,我們做如下幾點解釋:首先,不考慮原子平面彎曲情況,是為了簡化結(jié)構(gòu)模型,否則模型將會變得非常復(fù)雜,難以在實際中實現(xiàn);其次,文中提到的亂層堆塊結(jié)構(gòu)模型,巳經(jīng)成功的應(yīng)用于插層化合物[115],GO的結(jié)構(gòu)類似于它們的結(jié)構(gòu);然后,根據(jù)Zhang的研究[95],不同氧化程度的GONS,平面尺寸分布在59000?550nm2之間
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]石墨烯的制備、表征與特性研究進(jìn)展[J]. 李興鰲,王博琳,劉忠儒. 材料導(dǎo)報. 2012(01)
[2]石墨烯材料的制備及其在電化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 吳詩德,宋彥良,李超,王力臻,夏同馳,衛(wèi)應(yīng)亮,陳榮峰. 材料導(dǎo)報. 2011(05)
[3]鋰離子電池錫薄膜負(fù)極制備及電化學(xué)性能研究[J]. 白紅美,陶占良,程方益,陳軍. 電化學(xué). 2011(01)
[4]用于鋰離子電池的石墨烯材料——儲能特性及前景展望[J]. 智林杰,方巖,康飛宇. 新型炭材料. 2011(01)
[5]從石墨烯的制備及其應(yīng)用研究進(jìn)展看2010年度諾貝爾物理學(xué)獎[J]. 崔同湘,呂瑞濤,康飛宇,顧家琳. 科技導(dǎo)報. 2010(24)
[6]石墨烯材料的研究進(jìn)展[J]. 王耀玲,羅雨,陳立寶,李秋紅,王太宏. 材料導(dǎo)報. 2010(S1)
[7]石墨烯的制備方法及其應(yīng)用特性[J]. 張偉娜,何偉,張新荔. 化工新型材料. 2010(S1)
[8]影響鋰離子電池高倍率充放電性能的因素[J]. 宋懷河,楊樹斌,陳曉紅. 電源技術(shù). 2009(06)
[9]鋰離子電池納米負(fù)極材料的研究進(jìn)展[J]. 饒睦敏,黃啟明,李偉善. 電池工業(yè). 2008(02)
[10]鋰離子電池負(fù)極材料的研究進(jìn)展[J]. 顏劍,蘇玉長,蘇繼桃,盧普濤. 電池工業(yè). 2006(04)
本文編號:3410252
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