石墨烯基feni復(fù)合材料的制備及其超級(jí)電容器性能研究

《石墨烯基feni復(fù)合材料的制備及其超級(jí)電容器性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、學(xué)校代碼10459學(xué)號(hào)或申請?zhí)?01212131470密級(jí)碩士學(xué)位論文石墨烯基Fe/Ni復(fù)合材料的制備及其超級(jí)電容器性能研究作者姓名：袁曼導(dǎo)師姓名：張迎九教授學(xué)科門類：理學(xué)專業(yè)名稱：凝聚態(tài)物理培養(yǎng)院系：物理工程學(xué)院完成時(shí)間：2015年5月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterPreparationofgraphene-basedFe/NicompositesandresearchingtheirperformanceofSupercapacitorsB

2、yYuanManSupervisor:ZhangYingjiuCondensedMatterPhysicsPhysicalEngineeringCollegeofZhengZhouUniversityMay2015原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研宄所取得的成果。除文中己經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果。對本文的研宄作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者：‘[日期：>《年L月學(xué)位論文使用授權(quán)

3、聲明本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的論文及相關(guān)的職務(wù)作品，知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬鄭州大學(xué)。根據(jù)鄭州大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留或向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱；本人授權(quán)鄭州大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或者其他復(fù)制手段保存論文和匯編本學(xué)位論文。本人離校后發(fā)表、使用學(xué)位論文或與該學(xué)位論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，第一署名單位仍然為鄭州大學(xué)。保密論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定。學(xué)位論文作者：11曰期：年(月摘要摘要超級(jí)電容器，是一種儲(chǔ)能機(jī)理介于傳統(tǒng)電容元件和

4、化學(xué)電池之間的新的儲(chǔ)能元件。近年來，超級(jí)電容器電極材料的研究熱點(diǎn)是將碳基材料產(chǎn)生的雙層電容與導(dǎo)電活性物質(zhì)產(chǎn)生的法拉第贗電容結(jié)合起來。石墨烯與金屬氧化物復(fù)合材料作為電容器電極材料同時(shí)具有兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，石墨烯大的表面積和豐富的含氧官能團(tuán)使金屬氧化物納米顆粒附著在石墨烯的表面成為可能，而金屬氧化物可以利用其優(yōu)異的導(dǎo)電性能來實(shí)現(xiàn)自身的法拉第贗電容，此外金屬氧化物納米顆粒的引入，降低了石墨烯片層之間的范德瓦耳斯力，抑制了其在充放電過程中發(fā)生的團(tuán)聚現(xiàn)象，從而使石墨烯的大的比表面積得以保留。本文主要研究石墨烯與四氧化三鐵復(fù)合材料以及與氧化

5、鎳的復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及它們的電容性能。主要內(nèi)容分為三部分：（1）氧化石墨及氧化石墨烯（GO）的制備與表征。采用改性的Hummers方法制備氧化石墨，并且研究了高錳酸鉀量加入量對制備的氧化石墨的影響。結(jié)果顯示隨著高錳酸鉀量的增加（由3g增加到6g）的過程中，氧化石墨的衍射峰位出現(xiàn)一個(gè)先升高再降低的過程，當(dāng)天然石墨、硝酸鈉、高錳酸鉀的質(zhì)量比例為1:1:5時(shí)制備的氧化石墨的衍射峰最高，指示此時(shí)其性能最好。隨后采用兩種還原方法制備石墨烯，分別是高溫?zé)徇€原和檸檬三酸鈉綠色還原，并研究了兩種方法制備的石墨烯有何異同，結(jié)果顯示檸檬酸鈉還

6、原得到的石墨烯比普通氮?dú)獗Ｗo(hù)下高溫還原得到的石墨烯的缺陷少。（2）四氧化三鐵/石墨烯（Fe3O4/G）復(fù)合材料的制備及其超級(jí)電容器性能研究。以氧化石墨為前驅(qū)體，F(xiàn)eCl3·6H2O為鐵源，乙二醇作溶劑采用溶劑熱法制備四氧化三鐵/石墨烯復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)過程中通過改變FeCl3·6H2O加入量制備了不同含量比的四氧化三鐵/石墨烯復(fù)合物，并研究它們作為電極材料的電極性能并與純四氧化三鐵電化學(xué)性能進(jìn)行比較，實(shí)驗(yàn)表明，復(fù)合材料的比電容遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于四氧化三鐵納米顆粒的比電容，其中復(fù)合材料FG1-2（FeCl3·6H2O和GO的質(zhì)量比為1:2時(shí)制

7、備復(fù)合材料命名為FG1-2）性能最優(yōu)越，在掃描速率為5mvs-1摘要時(shí)比電容為236.4F/g，且具有很好的循環(huán)穩(wěn)定性，在循環(huán)1000次后比電容剩余率為93.1%。(3)NiO/G復(fù)合材料的制備及其超級(jí)電容器性能研究。以六水合硝酸鎳為鎳源，GO為制備石墨烯原料，尿素為沉淀劑，先采用水熱法制備出復(fù)合物前驅(qū)體（GO/Ni（OH）2）再采用在氬氣氛圍下高溫煅燒制備出NiO/G復(fù)合材料；并研究復(fù)合材料（NiO與GO相對質(zhì)量不同的情況下的復(fù)合材料）作為超級(jí)電容器電極材料電容性能與純NiO納米材料電容性能進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)表明，復(fù)合材料的比電

8、容遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氧化鎳顆粒的比電容，其中四種復(fù)合材料中復(fù)合材料2（加入Ni（NO3)2與尿素的質(zhì)量分別為350mg、288mg制備的材料命名為復(fù)合材料2）性能最優(yōu)越，在掃描速率為5mvs-1時(shí)比電容可達(dá)682.6F/g。關(guān)鍵詞：超級(jí)電容器石墨烯Fe3O4NiO復(fù)合材料電極材料abs