合成方式对单壁碳纳米管基电极材料结构及电化学性能的影响.pdf

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1、第30卷第3期新型炭材料V01．30NO．32015年6月N1ⅣCARBONMATERIAI，SJun．2015文章编号：1007—8827(2015)03-0214-08合成方式对单壁碳纳米管基电极材料结构及电化学性能的影响王颖慧，邱汉迅，王钊，李静，申潇，杨俊和(1．上海理工大学环境与建筑学院，上海200093；2．上海理工大学材料科学与工程学院，上海200093)摘要：采用单壁碳纳米管作为合成电容器电极材料的基础原料，以氧化石墨烯提高单壁碳纳米管的分散性，以二氧化锰来增强其比电容，分别采用微波处理与传

2、统水热法合成复合材料，重点探讨不同合成方式对电极材料结构及性能的影响。与传统水热法相比，微波法除了具有操作简便、加热时间短等优点外，合成的复合材料具有更均一的微观结构，且更加均匀的覆盖在碳质材料的表面，因而作为超级电容器电极材料时能表现出更优良的电学性能：在0．2A／g的电流密度下，其比电容达173F／g，比传统水热法合成的材料高出24．5％；具有更低的电荷转移电阻，仅为1．425Q；更高的充放电稳定性，在20mV／s的扫描速率下循环1000次，电容损失率仅为3．74％。关键词：微波合成；水热合成；碳纳米管

3、；氧化石墨烯；二氧化锰；电化学性能中图分类号：TB33文献标识码：A收稿日期：2015-01—10；修回日期：2015-06-02基金项目：国家自然科学基金项目(51102167，U1260104)；上海市浦江人才计划项目(11PJ1407200)；上海市教委科技创新项目(12YZ101)．通讯作者：邱汉迅，副教授．E—mail：hxqiu@usst．edu．cn；杨俊和，教授．E—mail：jhyang@usst．edu．ca作者简介：王颖慧，硕士研究生．E—mail：zhimengl013@163．co

4、mSynthesisofSWCNT．Go／Mn0，nanocompositesforuseaselectrodesofelectrochemicalcapacitorsbymicrowaveandhydrothermalmethodswANGYing．hui，QIUHan．xun，WANGZhao，LIJing，SHENXiao，YANGJun．he(1．SchoolofEnvironmentandArchitecture，UniversityofShanghaiforScienceandTechnolog

5、y，Shanghai200093，China；2．SchoolofterialsscienceandEngineering，UniversityofShanghaiforSconceandTechnology，Shanghai20o093，ChfM)Abstract：HNO3一oxidizedsingle—wallcarbonnanotubes(SWCNTs)andgrapheneoxide(GO)wereultrasonicallydispersedinwatertowhichpotassiumperma

6、nganatewasadded，andtheresultingmixturesweretreatedundermicrowaveradiationat100oCfor1horhydrothermalconditionsatlOO~Cfor1，5and10htoprepareSWCNT—GO／MnO2compositesaselectrodematerialsofelectro—chemicalcapacitors．Resultsindicatethatthecompositepreparedusingthe

7、microwavemethodhasahigherspecificcapacitance(173F／gat0．2A／g)，lowerpseudo—chargetransferresistance(1．4250)andlongercyclicstability(3．74％capacitancelossafter1000cyclesattheSCanrateof20mV／s)thantheonespreparedusingthehydrothermalmethod．Moreover，themicrowaveme

8、thodhastheadvantagesofsimplicityofoperationandshorterheatingtime．Keywords：Microwavesynthesis；Hydrothermalsynthesis；Carbonnanotube；Grapheneoxide；MnO2；ElectrochemicalperformanceFoundationitem：NationalNaturalSci