多維碳材料的構建及其電化學性能的研究.pdf

1、超級電容器具有容量大、功率密度高、循環(huán)壽命長等特點，在各種領域有著廣泛的應用。其研究重點是提高能量密度和功率密度，發(fā)展具有高比表面積、電導率和結構穩(wěn)定性的電極材料。
　　石墨烯是碳原子緊密堆積而成的蜂窩狀二維晶格碳納米材料，具有良好的電學、力學和熱學性質，是極具潛力的儲能材料。但是單一組分的石墨烯無法滿足電化學檢測的所有要求，且石墨烯本身的卷曲、團聚、層間的堆疊和其在溶劑中的分散性等限制了它在電化學領域中的應用。因此，對石墨烯進行

2、摻雜或與其他材料形成復合電極材料是當前研究的一個熱點。本文的研究目標是將多種形態(tài)碳插層到石墨烯中，重點是構建多維的石墨烯納米復合材料，發(fā)揮它們之間的相互協(xié)同作用，改善石墨烯容易發(fā)生團聚的性質，提高其電化學性能。
　　以氧化石墨和常見的糖為原料，通過超聲-煅燒法制備石墨烯/碳納米復合材料。研究表明，煅燒溫度、糖類的用量和種類對產物的形貌、結構有重要影響，進而影響產物的電化學性能。當以葡萄糖為碳源時，制備的石墨烯/碳納米復合材料的比表

3、面積為414.8 m2·g-1。該材料用作超級電容器的電極材料時，在0.5 A·g-1電流密度下比電容的值為273 F?g-1。在1 A·g-1的電流密度下循環(huán)2000次后，其放電容量仍保持237 F·g-1，循環(huán)穩(wěn)定性好，并且具有較好的大電流放電能力。
　　以氧化石墨和處理的富勒烯為原料，在不同的條件下還原，通過加熱回流法制備石墨烯/富勒烯納米復合材料。研究表明，以葡萄糖做還原劑時有利于復合材料的形成。該材料用作超級電容器的電極

4、材料時，在1 A·g-1的電流密度下循環(huán)1000次后其放電容量仍保持135.36 F·g-1。
　　以氧化石墨和單壁碳納米管為原料，通過在水溶劑中加熱回流處理，在氮氣的保護下，高溫煅燒法制備石墨烯/單壁碳納米管復合納米材料。結構測試表明單壁碳納米管分散到石墨烯的表面，接觸良好。該材料用作超級電容器的電極材料時，在1A·g-1的電流密度下，比電容達到163.8 F·g-1。經過1500次充/放電循環(huán)后電容為初始值的90.56％，表明