本文關(guān)鍵詞：石墨烯基復(fù)合材料的制備及其電學(xué)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本論文主要研究了氧化石墨烯的制備和還原，石墨烯/Fe3O4、石墨烯/TiO2兩種復(fù)合材料的制備及其在鋰離子電池負(fù)極材料的應(yīng)用，還研究了石墨烯/LDH的制備及其作為超級(jí)電容器電極材料的應(yīng)用。 本文通過改進(jìn)的Hummers法，使用濃硫酸插層及高錳酸鉀氧化，將天然石墨氧化，后經(jīng)過超聲制得了氧化石墨烯。該氧化石墨烯的水溶液和異丙醇做溶劑通過水熱法制取了負(fù)載物分散性好的石墨烯/FeOOH復(fù)合物，將該復(fù)合物在惰性氣氛下管式爐600℃處理可得到石墨烯/Fe_3O_4復(fù)合材料，通過XRD、SEM、TEM等手段進(jìn)行表征，證明Fe_3O_4納米顆粒成功的負(fù)載在石墨烯表面。該復(fù)合物作為鋰離子電池的負(fù)極材料在1-3V下，首次充放電容量為1250mAh g~(-1)，30次循環(huán)后容量930mAh g~(-1)，相對以往報(bào)道的Fe_3O_4納米顆粒單獨(dú)作為鋰離子電池負(fù)極材料在容量和循環(huán)性能都有明顯的改進(jìn)和提升。 通過醇和酸酯化反應(yīng)及鈦酸四丁酯水解反應(yīng)的協(xié)同作用，使用鈦酸四丁酯作為鈦源，乙醇和乙酸為反應(yīng)溶劑，水熱釜中120℃反應(yīng)10h制的了銳鈦礦晶型的TiO_2納米棒和石墨烯的復(fù)合產(chǎn)物，該產(chǎn)物作為鋰離子電池負(fù)極材料，1-3V電壓范圍內(nèi)，首次容量約196mAh g~(-1)，55次循環(huán)后100mAh g~(-1)，也表現(xiàn)出較大的容量和較好的循環(huán)性能。 本論文還用氧化石墨烯的水和DMF混合溶液，在加入無機(jī)鹽和尿素的條件下，180℃下水熱48h制得了Ni-Al LDHs/石墨烯復(fù)合物。通過XRD、TEM、HRTEM對產(chǎn)物進(jìn)行了表征，并將該復(fù)合物使用微量PVDF粘結(jié)在泡沫鎳片上，在1M的KOH溶液中進(jìn)行了電化學(xué)的測試。測試表明，該復(fù)合物有非常好的電化學(xué)性能，在5mv/s的速率下循環(huán)伏安測試表現(xiàn)出兩對明顯的氧化還原峰，分別對應(yīng)了兩個(gè)不同環(huán)境中鎳原子的氧化還原的過程。經(jīng)過放電曲線的計(jì)算，該復(fù)合物作為超級(jí)電容器電極材料的比容量為486F·g~(-1)。此外，，還研究了不同鎳鋁比例對該復(fù)合物電化學(xué)性能的影響。通過循環(huán)伏安曲線和充放電曲線表明，在鎳鋁比為3時(shí)的復(fù)合物具有最大的容量和最高的放電平臺(tái)電壓。
【關(guān)鍵詞】：石墨烯 GO Fe_30_4 TiO_2 LDH 微納米復(fù)合 鋰電池負(fù)極材料 超級(jí)電容器電極材料
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：O613.71
【目錄】：

• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集3-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-10
• Content10-12
• 第一章 緒論12-28
• 1.1 前言12
• 1.2 石墨烯（graphene）12-17
• 1.3 鋰離子電池17-23
• 1.4 超級(jí)電容器23-27
• 1.5 本論文的主要工作27-28
• 第二章 金屬氧化物和石墨烯復(fù)合材料制備及其鋰電性能的研究28-46
• 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及主要儀器設(shè)備28-29
• 2.2 氧化石墨烯的制備及表征29-33
• 2.2.1 氧化石墨烯的制備29-30
• 2.2.2 氧化石墨烯的表征30-33
• 2.3 Fe_3O_4/石墨烯的制備、表征及鋰電性質(zhì)測試33-39
• 2.3.1 Fe_3O_4/石墨烯的制備及表征33-38
• 2.3.2 Fe_3O_4/石墨烯復(fù)合物的鋰電性能測試38-39
• 2.4 TiO_2/石墨烯的制備、表征及鋰電性質(zhì)測試39-44
• 2.4.1 TiO_2/石墨烯復(fù)合物的制備及表征40-43
• 2.4.2 TiO_2/石墨烯復(fù)合物的鋰電性能測試43-44
• 2.5 小結(jié)44-46
• 第三章 水滑石和石墨烯復(fù)合材料制備及其超電容性能的研究46-56
• 3.1 實(shí)驗(yàn)藥品及主要儀器設(shè)備46-47
• 3.2 Ni-Al LDHs/rGO 的制備、表征及超電容研究47-50
• 3.2.1 Ni-Al LDHs/rGO 的制備及表征47-49
• 3.2.2 Ni-Al LDHs/rGO 的超電容性能研究49-50
• 3.3 不同鎳鋁比的 Ni-Al LDHs/rGO 的制備、表征及超電容研究50-54
• 3.3.1 不同鎳鋁比的 Ni-Al LDHs/rGO 的制備及表征50-53
• 3.3.2. 不同鎳鋁比的 Ni-Al LDHs/rGO 的超電容研究53-54
• 3.4 小結(jié)54-56
• 第四章 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-62
• 致謝62-63
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文63-64
• 作者和導(dǎo)師介紹64-65
• 附件65-66

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 樂毅誠;石磊;吳飛;;鋰離子電池負(fù)極材料的研究進(jìn)展[J];船電技術(shù);2011年06期

2 何永祥;趙海鵬;;鋰離子二次電池碳負(fù)極材料的研究進(jìn)展[J];平頂山工學(xué)院學(xué)報(bào);2007年03期

3 劉獻(xiàn)明,張校剛;CoAl雙氫氧化物作超級(jí)電容器的電極材料[J];電源技術(shù);2003年03期

4 賈恒義;;鋰離子電池材料的研究與應(yīng)用[J];電源技術(shù);2011年07期

5 王文超;章亮亮;付延鮑;馬曉華;;鋰離子電池錫基負(fù)極材料的改性研究進(jìn)展[J];電源技術(shù);2012年02期

6 蔡國營;王亞軍;謝晶;黃曉賢;陳忠;陳金燦;;超級(jí)電容器儲(chǔ)能特性研究[J];電源世界;2009年01期

7 姜銳;吳孟強(qiáng);陳黎;張樹人;;碳納米管在鋰離子電池正極中的應(yīng)用研究[J];電子元件與材料;2012年04期

8 邱玉鳳;江家發(fā);;新型高效綠色能源:鋰離子電池[J];化學(xué)教育;2011年08期

9 梁逵,陳艾,葉芝祥;碳納米管與活性炭超級(jí)離子電容器的頻率響應(yīng)[J];功能材料與器件學(xué)報(bào);2002年02期

10 劉海晶;夏永姚;;混合型超級(jí)電容器的研究進(jìn)展[J];化學(xué)進(jìn)展;2011年Z1期

  本文關(guān)鍵詞：石墨烯基復(fù)合材料的制備及其電學(xué)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：261736