石墨烯基先進復合材料作超級電容器電極材料.pdf

1、超級電容器是一種介于普通電容器和化學電池之間的儲能元件,兼具兩者的優點,且具有超大電容量,可在極端環境溫度中使用,循環壽命長等優點,對它的研究,受到了世界范圍內的關注。石墨烯是由單層芳香碳原子構成二維結構,可作為基底負載其它功能材料以充分利用其超大比表面積和良好的導電性等優勢。本文主要選擇石墨烯基的材料作基底,負載過渡金屬氧化物和氫氧化物,制備石墨烯基的先進復合材料用作超級電容器電極材料。具體研究內容為:
　　(1)合成GO-Co

2、(OH)2復合材料納米薄片,并以之為組裝單元,采用電泳沉積的方法直接沉積到集流體上,制備三維有序的層狀GO-Co(OH)2-ED材料。除了可以制備層狀材料,與傳統的漿料涂布法制備超級電容器電極相比,電泳沉積法還可避免粘結劑的使用,并可促進活性材料與集流體間的接觸。對比純Co(OH)2、GO-Co(OH)2和GO-Co(OH)2-ED的性能,發現GO-Co(OH)2-ED的比容量高于其它兩種材料,對比剩余兩種材料的性能,發現GO的引入可提

3、升材料的比容量。
　　(2)合成不同聯接鏈長度(s=2,4,6)和不同烷基鏈鏈長度(m=8,12,16)兩個系列的m-s-m型Gemini陽離子表面活性劑作模板劑,采用氧化石墨烯作基底,正硅酸四乙酯作硅源,利用不同Gemini表面活性劑組裝形成的膠束不同,得到一系列大比表面積的氧化石墨烯基二維介孔二氧化硅模板。研究了碳鏈長度和聯接鏈長度對介孔模板孔徑的影響。實驗結果表明,用Gemini作模板劑制備出氧化石墨烯二氧化硅介孔模板,烷基