紙張型金屬氧化物-石墨烯復(fù)合超級電容器電極的制備研究.pdf

1、當(dāng)今社會經(jīng)濟飛速地發(fā)展，但與此同時，化石能源在不斷地消耗，溫室效應(yīng)加劇，例如風(fēng)能、太陽能等可再生能源的發(fā)展備受關(guān)注。但因為可再生能源的波動性，因此需要一種儲能器件來對其進行充分利用。具備很大的功率密度、較寬的溫度適用范圍、循環(huán)壽命長等特征的超級電容器應(yīng)運而生，并已成為了廣大材料學(xué)和電化學(xué)專家及學(xué)者的研究熱點。能夠影響超級電容器的電容量的關(guān)鍵要素有很多種，其中一種就是它的電極材料，現(xiàn)階段所使用的電極材料可以分為以下幾種:分別是碳材料、金屬

2、氧化物或氫氧化物、導(dǎo)電聚合物或它們?nèi)我饨M合在一起生成的復(fù)合型材料等。
　　石墨烯的結(jié)構(gòu)特殊，作為一種新型的二維蜂窩狀結(jié)構(gòu)的碳材料，已經(jīng)廣泛運用于傳感器件、鋰離子電池、超級電容器等。石墨烯經(jīng)過氧化過程后生成氧化石墨烯，它的表面上含有大量的環(huán)氧基團、羥基，邊緣具有大量的羰基、羧基等含氧官能團。以氧化石墨烯為骨架結(jié)構(gòu)、含氧官能團為活性位，金屬陽離子進攻活性位，合成出的金屬氧化物石墨烯的復(fù)合型材料可以作為超級電容器的電極材料，并且這項技術(shù)

3、已經(jīng)受到廣大科研人員及公司的關(guān)注。但是通過一步法生成一種無支撐、紙張狀、柔性的金屬氧化物/石墨烯的復(fù)合型材料，并把它們運用到超級電容器所使用的電極材料中的實驗研究還沒有得到大家的廣泛關(guān)注，且鮮有報道。
　　本文通過改進后的Hummers法合成出氧化石墨烯水溶液，并將金屬陽離子與生成的表面帶負電荷的氧化石墨烯溶液進行混合，反應(yīng)一定時間后將混合溶液抽濾成膜，再通過溶劑熱還原法制備出金屬氧化物/石墨烯無支撐紙復(fù)合材料。并使用SEM、XR

4、D、TEM等手段表征其形貌特征，使用電化學(xué)工作站測其電學(xué)性能。主要包括以下內(nèi)容:
　　分別使用四水合醋酸錳、六水合氯化鐵溶液、四水合醋酸鈷與氧化石墨烯混合，抽濾成一張無支撐的紙狀結(jié)構(gòu)，再利用氨氣的還原性和堿性，分別生成不同質(zhì)量比的MnCO/石墨烯復(fù)合材料、Fe2O拓墨烯復(fù)合材料、CoOOH/石墨烯復(fù)合材料。其中，MnCO3/石墨烯復(fù)合型材料在電流密度是0.67 A/g時，比電容可以達到367 F/g,循環(huán)充放電12000次后，比電