石墨烯复合材料的可控制备及其电容性能的研究

《石墨烯复合材料的可控制备及其电容性能的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、．、－＇＇＇＇－？争＇’＾－’：乂：’ｒ：Ｋ；．｜．＾，—＼＼驚威：＾＾：：—ｖ；‘‘’＇’一＂．＇Ａ＇．．；，．，、，■；．：；／．：女．、：ｖ．蜡據＞勺或Ｖ－？？？．，－ｒ‘Ｗ．１．ｋｒ．．ｓｒ＇＇＇‘—．＇把＇．．黄位化捉；，；ＬＱ２泌密：．，级．‘八’．．＜．－、＇．＇ｒ、＇二：＼：＇－．诘：４，‘声：＇硕女緣像伶Ａ巧．成．托．．．、‘三ｆ＂－．‘：ｖ，．：，，．‘＾。、ｔ．－、、：ｒＶ：｜；

2、｜．．－＇！＇．山’．，－，：＞祥’‘早．笠．累．‘．＇＂Ｌ＇’．．．．：Ｖ；；．：＼论文题目．；石墨帰篡合材料的可控制备及其电容性能的研究軒７＼Ｖ．咕＊＇，＾．－．■＼．１．．＇．＇＂｜．－＾■．．．；．；车＇：■．Ｖ．：—．：、＇．？－－．．－？．＂ｉ－．．Ｖ？，．Ｖ．一，Ｉ＇■■，、＞辕藏：，；．．＂１０１２０７１６０２－学号陈宁巧Ｐ

3、姓名马延文／冯晓苗导师光学工程学科专业研究方向超级电容器电极材料基题＿±学类别申请位一五五年零巧交期论文提日Preparationofshape-controlledgraphene-basednanocompositesandtheirapplicationinsupercapacitorsThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeof

4、MasterofEngineeringByNingnaChenSupervisor:YanwenMa&XiaomiaoFengMay2015摘要本论文主要合成了不同的超级电容器活性电极材料，包括石墨烯/金属氧化物和石墨烯/导电聚合物复合材料。此外，利用扫描电子显微镜（SEM）对复合材料的形貌进行了观察，同时结合傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X-射线光电子能谱（XPS）、粉末X-射线衍射（XRD）和紫外-可见（UV-Vis）吸收光谱等对复合材料的结构和组成成分进行了表征，并研究了这些材料的电化学性

5、能。论文主要研究内容如下：1.通过静电自组装法，制备得到不同形貌的功能化石墨烯/二氧化锰复合材料，并详细讨论了其形成机理。从扫描电镜图可以看到，不同形貌纳米结构的二氧化锰均匀地分布在石墨烯的表面。此外，制备得到的石墨烯/二氧化锰复合材料可用作超级电容器的电极材料。实验结果表明，在电流密度为1.0A·g-1的条件下，相比于石墨烯/二氧化锰（纳米线状)复合物（比电容值为318F·g-1），石墨烯/二氧化锰（花状纳米球)复合物（比电容值为405F·g-1）表现出更好的电容性能。石墨烯和二氧化锰的协同效应赋

6、予了复合材料高比电容的电化学性能。此外，石墨烯/二氧化锰（花状纳米球)复合物表现出了快速充/放电性能和持久的循环稳定性。2.通过一步水热法成功制备不同形貌的石墨烯/聚苯胺纳米复合物。在超声的辅助下，调整苯胺单体的用量可得到由纳米线状到纳米锥状不同形貌的聚苯胺。通过结合石墨烯的高导电性和聚苯胺的赝电容性的优点，制得不同形貌的石墨烯/聚苯胺纳米复合物，并且可作为超级电容器电极材料应用的一个例子。循环伏安法和恒电流充/放电测试表明该石墨烯/聚苯胺材料有着优异的电化学性能。石墨烯/聚苯胺纳米线状复合物展现出

7、优异的电化学性能，在2mV·s-1的扫速下，其比电容值高达957.1F·g-1。除此之外，在1.0A·g-1的电流密度下，石墨烯/聚苯胺纳米线状复合物表现出更优的电化学性能，其比电容值为724.6F·g-1，而石墨烯/聚苯胺纳米锥状复合物的比电容值则为602.5F·g-1。石墨烯/聚苯胺纳米线状复合物在恒电流充/放电1000圈之后，比电容仍能保持初始值的90%，表现出了极好的循环稳定性。相对于单独的石墨烯或聚苯胺，石墨烯/聚苯胺纳米复合物的电化学性能有很大的提高，表明其在高性能的超级电容器方面有着广

8、泛的应用。关键词:石墨烯，金属氧化物，导电聚合物，超级电容器IAbstractInthisthesis,differentsupercapacitoractiveelectrodematerialsweresynthesized,includinggraphene-metaloxidecompositesandgraphene-conductivepolymercompositesnanomaterials.Inaddition,themorphologyofthes