石墨烯MnO2复合材料的制备及其电化学性能研究

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1、中图分类号TB34UDC31硕士学位论文学校代码密级10533石墨烯／Mn02复合材料的制备及其电化学性能研究PreparationofGraphene／Mn02CompositesandElectrochemicalPerformanceResearch作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：黄雪梅材料科学与工程功能材料资源加工与生物工程学院刘晓文副教授中南大学二。一三年四月原创性声明JIIIIIIIIIIIIIHIIIIIIIIlY2422063本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工

2、作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：煎雪缝日期：兰哇L年上月上日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权

3、中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：盥新签名冲妇眺姬年』月阜日硕士学位论文摘要石墨烯／Mn02复合材料的制备及其电化学性能研究摘要：超级电容器，由于容量大、循环寿命长、充放电传输速度快作为最有前途的电化学能量存储系统而备受关注，本论文旨在研究石墨烯及石墨烯／二氧化锰复合材料的制备与作为超级电容器电极材料的电化学性能。以天然鳞片石墨为原料，采用Hummers法制备氧化石墨，考察H2S04体积、KMn04用量、不同温度下的反应时间等工艺因素对石墨氧化

4、结构的影响，高温热膨胀处理温度对石墨烯前驱体可剥离石墨结构的影响，可剥离石墨在溶液中超声后成功制备了石墨烯。X射线衍射(Ⅺm)表明，石墨烯的(002)晶面的层间距为0．348nm；傅里叶红外光谱分析(FT-IR)表明石墨烯经还原后仅含少量的C．O基团；N2吸附．脱附(BET)表明石墨烯的比表面积为336．7m2／g；环境扫描电镜(ESEM)表明石墨烯出现了褶皱与起伏状，层层之间呈无序堆积状态；原子力显微镜(AFM)表明制备得到的石墨烯厚度大约在O．4．1nm之间，约为1．3层石墨烯。水浴条件下，以石墨烯做还原剂和载体，高

5、锰酸钾直接被石墨烯还原，不添加任何其他氧化还原剂，成功制备了石墨烯／_--氧化锰的复合材料。XRD表明复合材料中二氧化锰为{5-Mn02；FT-IR表明复合材料含．C=O，．0H，Mn．0，C．0．C等官能团；SEM分析表明复合材料为片层结构，在负载有二氧化锰颗粒的情况下，并没有改变石墨烯的片层结构，而是在石墨烯的表面生成花状的二氧化锰。利用循环伏安特性(CV)、恒流充放电(CD)考察了石墨烯及石墨烯／二氧化锰复合材料作为对称超级电容器电极材料的电化学性能。研究结果表明，复合材料比石墨烯具有更好的电化学性能。循环伏安测试

6、在扫描速率为2mv／s时表现出良好的电容量，测试得到的电容量由286．2F儋(graphene)增加到388．1F儋(67．83wt．％Mn02)。在充放电测试中，电流强度为2mA时，首次充放电的电容量由130．8F／g(graphene)增加到205．7F／g(67．83wt．％Mrl02)，复合材料在充放电10次后电容量的保持率为90．8％。图34幅，表6个，参考文献94篇。关键词：天然石墨；石墨烯；功能材料；超级电容器分类号：33334PreparationofGraphene／Mn02CompositesandE

7、lectrochemicalPerformanceResearchAbstract：Supercapacitors，oneofthemostpromisingelectrochemicalenergystoragesystems，haveattractedmuchattentionduetotheirpulsepowersupply,longcyclelife，andhighdynamicofchargepropagation．Inthispaper,Graphiteoxide(GO)wassynthesizedfrom

8、naturalgraphitepowderusingamodifiedHummersmethod．Theinfluencesofthevolumeofsulfuricacid，thecontentofpotassiumpermanganate，thetimeunderreactiontemperature，onthe