co3o4石墨烯和co(oh)2石墨烯复合材料的制备及电化学性能

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1、硕士学位论文C0304／石墨烯和Co(OH)2／石墨烯复合材料的制备及电化学性能PreparationandElectrochemicalPerformanceofC0304／GrapheneandCo(OH)2／GrapheneComposites学号：21107043完成日期：2Q!垒生鱼旦大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用

2、内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：血Q}囟鞋盘g鲥k压强篁鱼赶挂鱼塑鱼＆堕鱼笠挺缍作者签名：兹至盟日期：垫臣年—L月jL日大连理工大学硕士学位论文摘要超级电容器是近年来得到较广泛研究的新型储能装置，其能量密度比传统电容器高，功率密度比电池大，同时具有循环寿命长、充放电效率高等优势，广泛应用于

3、生活中的各个领域。而超级电容器的研究侧重于其电极材料，其种类有：碳材料、过渡金属氧化物／氢氧化物和导电聚合物。在超级电容器的应用中，这些材料都有各自的优点和缺点。碳材料的导电性很强，但比容量较小；过渡金属氧化物物／氢氧化物拥有很大的比容量，但其循环稳定性差、导电性弱，因此，充分利用碳材料和金属氧化物物／氢氧化物间的协同作用是提高电容性能的有效途径之一。本论文采用简单的水热合成法制备Co(OH)2／石墨烯和C0304／石墨烯复合材料，首先采用先水热合成再煅烧的方法制备C0304／石墨烯复合材料，讨

4、论了水热合成温度、CoCl26H20添加量和合成时间对复合材料物理性能和电化学性能的影响，并将C0304／石墨烯复合材料与相同条件下制备的纯C0304作比较。通过对三组实验得到的复合材料的物理性能和电化学性能比较，得出制备C0304／石墨烯复合材料的最优条件是：3mmolCoCl26H20、反应温度95℃、反应时间8h。在最优条件下制备的复合材料C0304／石墨烯的比容量和氧化还原性能比纯C0304电极都有了显著的提高。在充放电电流密度0．5A／g下比容量有444F／g，即使电流密度增大至U2A

5、／g，电容量仍能保持400F／g以上；循环稳定性好、库伦效率高，1A／g电流密度下连续充放电测试显示，1500次充放电后比容量仍能维持在56％以上，库伦效率在90％以上，这要归结于复合材料独特的介孔结构，还有石墨烯与C0304之间的协同作用。以抗坏血酸为还原剂，采用水热合成法制备Co(OH)2／石墨烯复合材料，讨论了COCl2"6H20添加量、水热合成温度和合成时间对复合材料的影响，并将Co(OH)2／石墨烯复合材料与同等条件下制备的纯Co(OH)2作比较。电化学性能测试结果显示，当添加4mmo

6、lCOCl26H20，于120℃恒温下反应时间8h时能得到电化学性能最优的Co(OH)2／石墨烯复合材料：在恒流充放电O．5和2A／g时，复合材料的比容量分别是591和476F／g，而纯Co(OH)2电极在0．5A／g时比容量只有433F／g，这表明Co(OH)2与石墨烯复合之后，比容量有很大提高；在电流密度2A／g下，复合材料电极不间断连续充放电1200次之后，该比容量仍有270F／g，这说明Co(OH)#石墨烯复合材料具有较好的稳定性。关键词：超级电容器；电极材料；石墨烯；四氧化三钴；氢氧化

7、钴C030d6墨烯和Co(OI-I)2f6墨烯复合材料的制备及电化学性能PreparationandElectrochemicalPerformanceofC0304／GrapheneandCo(OH)2／GrapheneCompositesAbstractInrecentyears，supercapacitorshaveattractedgrowinginterestasenergystoragesystem，whichfeatureshigherpowerdensitythanbatteri

8、es，higherenergydensitythantraditionalcapacitors,fastchargeanddischargerateandexcellentlong-termcyclability．Insupercapacitors，activematerialsarethemostcrucialfactorgoverningtheelectrochemicalperformance．Generally，theelectrodematerialsofsupercapacitors