铁氧体_石墨烯复合材料的超级电容器性能研究

《铁氧体_石墨烯复合材料的超级电容器性能研究》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、分类号：TB333·2+1密级：公开UDC：620编号：201431804013河北工业大学硕士学位论文铁氧体/石墨烯复合材料的超级电容器性能研究论文作者：商雪妮学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士学科专业：材料工程指导教师：孟凡斌职称：研究员资助基金项目：国家自然基金No.51371075DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyForTheMasterDegreeofMaterialsEngineeringTHEPROPERTIESOFFERRITE/GRAPHENECOMPOSITEFORSUPERCAPAC

2、ITORbyShangXueniSupervisor.Prof.MengFanbinMay2017ThiswoksupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina.No.51371075.原创性说明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作

3、者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要超级电容器作为一种新型储能元件，具有比传统电容器更高的能量密度和功率密度，成为近年来能源领域的一个新的研究热点。电极材料是超级电容器的主要组成部分，直接影响着超级

4、电容器的电化学性能。石墨烯特殊的二维蜂窝状结构、独特的物理化学性能、巨大的比表面积及高电荷迁移率赋予了其优异的电化学性能，不但可以作为双电层电容器的电极材料，还可以作为载体，和其他传统电极材料合成高性能的复合电极材料。本文采用水热法合成纳米尖晶石铁氧体/石墨烯复合电极材料，通过XRD、SEM、FTIR、VSM和电化学工作站对复合电极材料的结构、形貌、磁性能及电化学性能进行了研究。XRD测试结果表明Hummers法合成的氧化石墨在2θ=11.13°有较强的衍射峰，石墨烯在2θ=25.13°出现了宽化而且强度很弱的峰。SEM照片表明氧化石墨和石墨烯呈堆叠的片层状，能谱图证明氧化

5、石墨还原为石墨烯。FTIR表明氧化石墨中形成碳氧官能团，石墨烯中没有出现这些官能团。镍锌铁氧体/石墨烯复合材料的最佳工艺为200°C保温4h。XRD表明复合材料为立方尖晶石结构。SEM图片说明铁氧体颗粒分布在片层状的石墨烯表面和孔隙。磁测量结果表明，在180°C保温6h制备的氧化石墨含量为50%的Ni0.6Zn0.4Fe2O4/石墨烯复合电极材料的饱和磁化强度最大（57.72emu/g）。电化学性能分析表明在200°C保温4h制备的氧化石墨含量50%的Ni-1）、能量密度（21.75Wh0.8Zn0.2Fe2O4/石墨烯复合电极材料具有最大电容（156.63Fgkg-1）和

6、较小等效串联电阻（0.67Ω）。镍锌铝铁氧体/石墨烯复合物的最佳工艺为180°C保温6h。XRD表明复合材料呈现立方尖晶石型结构。SEM图片显示铁氧体纳米颗粒分布于石墨烯表面和孔隙。磁测量结果表明，在180°C保温6h制备的氧化石墨含量为25%的Ni0.8Zn0.2Al0.1Fe1.9O4/石墨烯复合材料的饱和磁化强度最大（78.5emu/g），电化学分析表明氧化石墨含量为75%的样品，最大比电容（162.99Fg-1）和能量密度（22.64Whkg-1），等效串联电阻为0.66Ω。关键字：石墨烯铁氧体复合电极材料电化学性能超级电容器IIIABSTRACTSupercapa

7、citorasanewtypeofenergystoragecomponentshasbeenbecomethenewresearchfocusoftheenergyinrecentyearsduetoitshigherenergydensityandpowerdensitythanthetraditionalcapacitor.Electrodematerialsdirectlyaffecttheelectrochemicalperformanceofthesupercapacitorasamajorcompon