石墨烯基Fe/Ni复合材料的制备及其超级电容器性能研究

发布时间：2020-12-30 23:50

　　超级电容器,是一种储能机理介于传统电容元件和化学电池之间的新的储能元件。近年来,超级电容器电极材料的研究热点是将碳基材料产生的双层电容与导电活性物质产生的法拉第赝电容结合起来。石墨烯与金属氧化物复合材料作为电容器电极材料同时具有两种材料的优点,石墨烯大的表面积和丰富的含氧官能团使金属氧化物纳米颗粒附着在石墨烯的表面成为可能,而金属氧化物可以利用其优异的导电性能来实现自身的法拉第赝电容,此外金属氧化物纳米颗粒的引入,降低了石墨烯片层之间的范德瓦耳斯力,抑制了其在充放电过程中发生的团聚现象,从而使石墨烯的大的比表面积得以保留。本文主要研究石墨烯与四氧化三铁复合材料以及与氧化镍的复合材料的结构特点以及它们的电容性能。主要内容分为三部分:（1）氧化石墨及氧化石墨烯（GO）的制备与表征。采用改性的Hummers方法制备氧化石墨,并且研究了高锰酸钾量加入量对制备的氧化石墨的影响。结果显示随着高锰酸钾量的增加（由3g增加到6g）的过程中,氧化石墨的衍射峰位出现一个先升高再降低的过程,当天然石墨、硝酸钠、高锰酸钾的质量比例为1:1:5时制备的氧化石墨的衍射峰最高,指示此时其性能最好。随后采用两种还原方... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

几种储能器件比能量和比功率的关系图

层电容器作用突出。它的研究先后经历了多孔碳、活性炭、炭纤维、、石墨烯。以碳基材料作为超级电容器的电极材料它的储能机理是形结构，其储备电荷的多少与炭材料的化学有效面积息息相关，石墨烯特的性质使其成为目前最有应用前景的碳基新型材料。2004 年英国曼彻斯特大学 Geim 小组发现了一种单层二维炭基材料石构见图 1.2）[19]。结构决定性质，石墨烯特殊结构使其具有 2630m2g-1面积，石墨烯晶体中每个晶格中都有 3 个σ键形成 6 边结构，以及一个面的π键，π电子可以自由移动，使石墨烯具有较好的电学性质，与此其结构稳定，在常温条件下电子受到几乎不受外界干扰，电子在石墨时不易发生散射使石墨烯电子迁移率高达 200000cm2v-1s-1[21]，相关实验烯具有优异的光学性质，单层石墨烯对可见光的透光率是 97.7%[22]此还具有高的力学强度。

绪论碳的同素异形体有多种，其中零维富勒烯、一维碳纳米管、二维石墨烯和三维石墨都是碳的同素异形体（图 1.3)，并且石墨烯在一定条件下可以转化成这三种物质。因此我们认为石墨烯是其他几种材料的基本组成单元[20]。鉴于石墨烯的优异性质以及其可以组成其他材料的特点迅速引起了科学家的高度关注，并在导电纳米材料，催化剂[23-24]，传感器[25-27]和超级电容器[28-30]等方面有广泛应用。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]铁氧化物/石墨烯纳米复合材料的制备及超级电容性能研究[D]. 寿庆亮.浙江大学 2012



本文编号：2948532