本文關(guān)鍵詞：水熱法制備石墨烯復(fù)合材料、海膽狀二氧化錳及其在超級(jí)電容器中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本論文主要采用水熱法制備了不同超級(jí)電容器電極材料，包括石墨烯/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料、石墨烯/金屬氧化物復(fù)合材料和單獨(dú)的金屬氧化物納米材料。利用掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、X射線光電子能譜（XPS）、X-射線衍射（XRD）、紅外光譜（FTIR）等測(cè)試手段對(duì)產(chǎn)品的形貌、結(jié)構(gòu)及成分進(jìn)行了表征，并研究了這些材料的電容性能。具體研究成果如下： 1，三元復(fù)合材料石墨烯/聚苯胺/介孔二氧化硅MCM-41（MCM-41）通過(guò)水熱法合成。氧化石墨烯（GO）在石墨烯/聚苯胺/MCM-41復(fù)合材料中的含量對(duì)所制備的超級(jí)電容器電極的電化學(xué)性能有很強(qiáng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)GO的含量為50%時(shí)，電流密度為0.8A g-1條件下，石墨烯/聚苯胺/MCM-41復(fù)合材料的比電容值可以達(dá)到405F g-1。此外，在1000次充放電之后，石墨烯/聚苯胺/MCM-41復(fù)合材料的比電容值仍為初始值的91.4%。不同GO含量的復(fù)合材料的電化學(xué)性能，也做了詳細(xì)的研究。 2，通過(guò)調(diào)控錳源的含量，采用簡(jiǎn)單的一步水熱法成功的制備了形貌可控的二氧化錳/石墨烯復(fù)合材料，即花瓣?duì)疃趸i納米片/石墨烯復(fù)合材料和二氧化錳納米棒/石墨烯復(fù)合材料。討論了不同形貌的二氧化錳/石墨烯復(fù)合材料的形成機(jī)理。所制備的二氧化錳/石墨烯復(fù)合材料均呈現(xiàn)為類“三明治”結(jié)構(gòu)，即花瓣?duì)畹亩趸i納米片和二氧化錳納米棒都是均勻的附著在石墨烯片層的兩側(cè)。此外，不同形貌的二氧化錳/石墨烯復(fù)合材料均可用于超級(jí)電容器的電極材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，與二氧化錳納米棒/石墨烯復(fù)合材料相比，花瓣?duì)疃趸i納米片/石墨烯復(fù)合材料具有較好的電容性能。在1M硫酸鈉電解液中，掃速為1mV s-1的條件下，花瓣?duì)疃趸i納米片/石墨烯復(fù)合材料的比電容值為516.8F g-1，且具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性，這表明其有作為高性能超級(jí)電容器的電極材料的潛能。該項(xiàng)工作不僅提供了一種簡(jiǎn)單、原位的方法合成金屬氧化物/石墨烯復(fù)合材料，同時(shí)，也提供了一種新型的結(jié)構(gòu)概念用于制備其他金屬氧化物和石墨烯復(fù)合材料。 3，采用簡(jiǎn)單的一步水熱的方法合成空心海膽狀二氧化錳，沒(méi)有采用模板和表面活性劑�？招暮Ｄ憼疃趸i具有3D的納米結(jié)構(gòu)，，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并且由單個(gè)的二氧化錳空心管自組裝而組成。該納米材料表現(xiàn)出了良好的電容性和穩(wěn)定性。在1M硫酸鈉電解液中，掃速為1mVs-1的條件下，該材料的比電容值為254.6F g-1。在電流密度為1.0Ag-1的條件下，充放電循環(huán)1000次后比電容值仍保持為初始值的97.5%。這表明其具備用作高性能超級(jí)電容器的電極材料的潛能。
【關(guān)鍵詞】：石墨烯 導(dǎo)電聚合物 金屬氧化物 超級(jí)電容器
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM53;O613.71
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 前言9-11
• 1.1.1 傳感器10
• 1.1.2 電催化10
• 1.1.3 鋰離子電池10-11
• 1.1.4 超級(jí)電容器11
• 1.2 石墨烯復(fù)合材料的制備方法11-12
• 1.2.1 以氧化石墨烯（GO）為前驅(qū)體的制備方法11
• 1.2.2 以石墨烯為前驅(qū)體的制備方法11-12
• 1.3 石墨烯復(fù)合材料在超級(jí)電容器中的應(yīng)用12-16
• 1.3.1 超級(jí)電容器的簡(jiǎn)介12
• 1.3.2 超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)、分類和工作原理12-15
• 1.3.3 石墨烯/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料超級(jí)電容器中的應(yīng)用15-16
• 1.3.4 石墨烯/金屬氧化物復(fù)合材料超級(jí)電容器中的應(yīng)用16
• 1.4 本論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)16-18
• 第二章 石墨烯/聚苯胺/ MCM-41 復(fù)合材料的制備及其在超級(jí)電容器上的應(yīng)用18-28
• 2.1 前言18-19
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分19-21
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料19
• 2.2.2 制備聚苯胺/MCM-41 復(fù)合材料19-20
• 2.2.3 制備石墨烯/聚苯胺/MCM-41 復(fù)合材料20
• 2.2.4 制備石墨烯/聚苯胺復(fù)合材料20
• 2.2.5 制備修飾電極20
• 2.2.6 表征20-21
• 2.3 結(jié)果討論21-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 一步水熱法合成形貌可控二氧化錳/石墨烯復(fù)合材料及其在超級(jí)電容器中的應(yīng)用28-40
• 3.1 前言28-30
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分30-31
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料30
• 3.2.2 制備不同形貌的二氧化錳/石墨烯復(fù)合材料30
• 3.2.3 制備修飾電極30-31
• 3.2.4 表征31
• 3.3 結(jié)果討論31-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第四章 空心海膽狀二氧化錳及其在超級(jí)電容器中的應(yīng)用40-48
• 4.1 前言40-41
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分41-42
• 4.2.1 制備樣品材料41-42
• 4.2.2 制備修飾電極42
• 4.2.3 表征42
• 4.3 結(jié)果討論42-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 參考文獻(xiàn)48-61
• 附錄 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況61-62
• 致謝62

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：270737