超級(jí)電容器,是一種儲(chǔ)能機(jī)理介于傳統(tǒng)電容元件和化學(xué)電池之間的新的儲(chǔ)能元件。近年來(lái),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(lái)。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(lái)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(guò)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(duì)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(guò)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(guò)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... 

【文章來(lái)源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

幾種儲(chǔ)能器件比能量和比功率的關(guān)系圖

層電容器作用突出。它的研究先后經(jīng)歷了多孔碳、活性炭、炭纖維、、石墨烯。以碳基材料作為超級(jí)電容器的電極材料它的儲(chǔ)能機(jī)理是形結(jié)構(gòu)，其儲(chǔ)備電荷的多少與炭材料的化學(xué)有效面積息息相關(guān)，石墨烯特的性質(zhì)使其成為目前最有應(yīng)用前景的碳基新型材料。2004 年英國(guó)曼徹斯特大學(xué) Geim 小組發(fā)現(xiàn)了一種單層二維炭基材料石構(gòu)見(jiàn)圖 1.2）[19]。結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，石墨烯特殊結(jié)構(gòu)使其具有 2630m2g-1面積，石墨烯晶體中每個(gè)晶格中都有 3 個(gè)σ鍵形成 6 邊結(jié)構(gòu)，以及一個(gè)面的π鍵，π電子可以自由移動(dòng)，使石墨烯具有較好的電學(xué)性質(zhì)，與此其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在常溫條件下電子受到幾乎不受外界干擾，電子在石墨時(shí)不易發(fā)生散射使石墨烯電子遷移率高達(dá) 200000cm2v-1s-1[21]，相關(guān)實(shí)驗(yàn)烯具有優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)，單層石墨烯對(duì)可見(jiàn)光的透光率是 97.7%[22]此還具有高的力學(xué)強(qiáng)度。

緒論碳的同素異形體有多種，其中零維富勒烯、一維碳納米管、二維石墨烯和三維石墨都是碳的同素異形體（圖 1.3)，并且石墨烯在一定條件下可以轉(zhuǎn)化成這三種物質(zhì)。因此我們認(rèn)為石墨烯是其他幾種材料的基本組成單元[20]。鑒于石墨烯的優(yōu)異性質(zhì)以及其可以組成其他材料的特點(diǎn)迅速引起了科學(xué)家的高度關(guān)注，并在導(dǎo)電納米材料，催化劑[23-24]，傳感器[25-27]和超級(jí)電容器[28-30]等方面有廣泛應(yīng)用。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]鐵氧化物/石墨烯納米復(fù)合材料的制備及超級(jí)電容性能研究[D]. 壽慶亮.浙江大學(xué) 2012



本文編號(hào)：2948532