石墨烯及其復合材料的制備、表征和超電容性能研究.pdf

1、石墨烯自2004年被成功制備以來,由于其具有獨特的物理、化學和力學等性能,受到了世界的廣泛關注。本文以氧化石墨作為前驅體,分別通過聯氨還原和低溫熱剝離法成功制備了石墨烯材料,進一步用共混揮發(fā)自組裝方法制備了氧化石墨烯/無定形碳、FGS300/FDU15、FGS300/RuO2·xH2O復合材料。對所制備的材料進行了XRD、SEM、TEM和N2吸附-脫附分析等表征,并進一步研究了它們的超電容性能。最后,利用沉積法制備了FGS300/Ni復

2、合材料,并對其磁性能進行了測試。
　　 通過聯氨還原法制備的石墨烯具有良好的超電容性能,但通過N2吸附一脫附分析表明,所制備的樣品具有較低的BET比表面積,這主要是由于在還原過程中,石墨層之間發(fā)生了大量團聚,重新形成了體相石墨結構。通過低溫熱剝離所制備出的功能型石墨烯,由于其表面具有大量的官能團,因此具有良好的超電容性能。通過進一步的高溫熱處理,比電容值明顯降低,但其在高掃速和大電流密度下具有更好的比電容保持率,這主要是由于其導

3、電性能得到了進一步的提高。氧化石墨烯/無定形碳復合材料相比于兩種單體具有更高的BET比表面積。對于FGS300/FDU15復合材料,電化學測試表明,該材料具有良好的超電容性能,且在高掃速和大電流密度下具有較高的比電容保持率。這主要是由于通過復合,材料的孔徑分布相對比較均一,更利于電解液在孔道內的傳輸。對于FGS300/RuO2·xH2O復合材料,電化學測試研究表明,當RuO2·xH2O的質量分數為5％時,其RuO2·xH2O的利用率達到