本文關鍵詞：石墨烯基復合材料的制備及其電學性能研究，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/TiO2兩種復合材料的制備及其在鋰離子電池負極材料的應用，還研究了石墨烯/LDH的制備及其作為超級電容器電極材料的應用。 本文通過改進的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載物分散性好的石墨烯/FeOOH復合物，將該復合物在惰性氣氛下管式爐600℃處理可得到石墨烯/Fe_3O_4復合材料，通過XRD、SEM、TEM等手段進行表征，證明Fe_3O_4納米顆粒成功的負載在石墨烯表面。該復合物作為鋰離子電池的負極材料在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)，相對以往報道的Fe_3O_4納米顆粒單獨作為鋰離子電池負極材料在容量和循環(huán)性能都有明顯的改進和提升。 通過醇和酸酯化反應及鈦酸四丁酯水解反應的協同作用，使用鈦酸四丁酯作為鈦源，乙醇和乙酸為反應溶劑，水熱釜中120℃反應10h制的了銳鈦礦晶型的TiO_2納米棒和石墨烯的復合產物，該產物作為鋰離子電池負極材料，1-3V電壓范圍內，首次容量約196mAh g~(-1)，55次循環(huán)后100mAh g~(-1)，也表現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，在加入無機鹽和尿素的條件下，180℃下水熱48h制得了Ni-Al LDHs/石墨烯復合物。通過XRD、TEM、HRTEM對產物進行了表征，并將該復合物使用微量PVDF粘結在泡沫鎳片上，在1M的KOH溶液中進行了電化學的測試。測試表明，該復合物有非常好的電化學性能，在5mv/s的速率下循環(huán)伏安測試表現出兩對明顯的氧化還原峰，分別對應了兩個不同環(huán)境中鎳原子的氧化還原的過程。經過放電曲線的計算，該復合物作為超級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合物電化學性能的影響。通過循環(huán)伏安曲線和充放電曲線表明，在鎳鋁比為3時的復合物具有最大的容量和最高的放電平臺電壓。
【關鍵詞】：石墨烯 GO Fe_30_4 TiO_2 LDH 微納米復合 鋰電池負極材料 超級電容器電極材料
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：O613.71
【目錄】：

• 學位論文數據集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合材料制備及其鋰電性能的研究28-46
• 2.1 實驗藥品及主要儀器設備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、表征及鋰電性質測試39-44
• 2.4.1 TiO_2/石墨烯復合物的制備及表征40-43
• 2.4.2 TiO_2/石墨烯復合物的鋰電性能測試43-44
• 2.5 小結44-46
• 第三章 水滑石和石墨烯復合材料制備及其超電容性能的研究46-56
• 3.1 實驗藥品及主要儀器設備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54-56
• 第四章 結論56-57
• 參考文獻57-62
• 致謝62-63
• 研究成果及發(fā)表的學術論文63-64
• 作者和導師介紹64-65
• 附件65-66

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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

本文編號：261736