三維層狀雙金屬氫氧化物-石墨烯復合氣凝膠電化學性能研究.pdf

1、雙金屬氫氧化物(Layer Double Hydroxides-LDHs)，是一種二維層狀的金屬氫氧化物，由于具有層板元素可調變性，結構記憶效應等自身優勢可以制備出多種組成和功能的LDHs納米片。并且，LDHs因其獨特的結構各向異性，低成本，高的比電容和環境友好性等優點已經被研究用于超級電容器電極材料。然而，由于其較差的導電性，限制了LDHs的電化學性能。而石墨烯氣凝膠(GAs)其具有比表面積大，穩定的化學性能，低成本，對環境污染小等優

2、勢在超級電容器領域內優勢明顯。因此，為實現LDHs電化學性能的提升，本文構造了兩種不同組成的2D LDHs和3D GAs復合材料，復合材料既有2D LDHs高的理論電容的優勢，又有3D GAs比表面積高，導電性高的優勢，并且著重分析了雙金屬氫氧化物/石墨烯復合氣凝膠(LDH/GHAs)結構與性能之間的關聯問題，為拓展此類復合材料的實際應用提供較為充足的理論依據。研究內容如下:
　　1、采用冷凍干燥輔助水熱合成的方法合成了三維層狀的

3、Co-AlLDH/GHAs復合材料，其由片層結構的Co-Al LDHs和三維網狀結構的GAs組成，復合材料在保持GAs三維網絡結構的基礎上，2D LDHs片層原位在石墨烯片層間生成。三維網狀結構的Co-Al LDH/GHAs復合材料應用于超級電容器電極材料，在電流密度為1 A·g-1時，比電容為640 F·g-1，在電流密度20 A·g-1時，比電容為302 F·g-1。在電流密度為20 A·g-1時，循環10000圈后容量保持率高達9

4、7％。
　　2、采用冷凍干燥輔助水熱合成的方法合成了三維網狀結構的Co-Ni-Al LDH/GHAs復合材料，其由片層結構的Co-Ni-Al LDHs和三維網狀結構的GAs組成。電子在3D GAs網絡上很快有效的傳遞，然后傳遞到Co-Ni-Al LDHs納米片上，作為傳遞通道，GAs為電子傳遞提供了有效且快速的路徑，進而提高復合材料的導電性能。三維網狀結構的Co-Ni-Al LDH/GHAs復合材料用作超級電容器電極，在電流密度為