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相似文献
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1.
以氧化石墨凝胶制备的氧化石墨烯溶胶为前驱体,在120-220°C条件下,采用水热法制备了系列不同还原程度的三维还原氧化石墨烯,采用扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD),傅里叶变换红外(FTIR)光谱,X射线光电子能谱(XPS)和电化学测试等手段研究了水热反应温度对材料形貌、结构和超级电容性能的影响.结果表明:采用水热法制备的三维还原氧化石墨烯呈多孔网状结构,材料的体积和内部网状孔径随着水热反应温度的升高而减小;同时,氧化石墨烯的还原程度随反应温度的升高而增加,有序度提高,其结构逐渐向着类石墨结构转化;而材料的比电容和能量密度则随反应温度的升高呈现出先增大后减小的趋势,且均以双电层电容为主;相比之下,当水热反应温度为180°C时,制备的三维还原氧化石墨烯具有最佳的超级电容性能,在电解液为6mol·L-1的KOH溶液中,0.5A·g-1电流密度下其比电容达到315 F·g-1,10 A·g-1时仍能保持212 F·g-1的高比容量,能量密度为40.5Wh·kg-1,5000次循环后比电容保持率为86%,表现出了良好的电化学性能.  相似文献   

2.
严琳  孔惠  李在均 《化学学报》2013,71(5):822-828
超声分散氧化石墨和聚苯乙烯微球于去离子水形成稳定分散液,加入氨水和水合肼还原氧化石墨得到包覆石墨烯纳米片的聚苯乙烯微球,经6 mol·L-1KOH碱蚀和甲苯洗脱聚苯乙烯制备3D石墨烯.将3D石墨烯超声分散于去离子水,然后分别以硝酸镍、硝酸铝和尿素为镍源、铝源和碱源化合物水热合成3D石墨烯/镍铝层状双金属氢氧化物复合材料.采用红外、拉曼、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和恒电流充-放电测试对材料的结构、形貌及电化学性质进行研究.结果表明,氧化石墨被还原形成有微孔结构的3D石墨烯.镍铝双金属氢氧化物纳米片均匀分散在3D石墨烯孔壁.在1 A·g-1的电流密度下,复合材料电极的比电容为1054.8 F·g-1.当电流密度增加到8 A·g-1时,比电容为628.1 F·g-1.循环充-放电1000次后,比电容仍保持在97%以上,呈示该复合材料具有优异的电化学性能.  相似文献   

3.
以对苯二胺为引发剂,用苯胺和氧化石墨烯(GO)为原料,采用化学原位聚合法制备了氧化石墨烯/聚苯胺(GP)复合材料,不添加任何表面活性剂和模板剂。采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对复合材料进行了物性表征,并对其电化学性能进行了测试。结果显示,复合材料保持了氧化石墨烯的基本形貌,聚苯胺纤维分布在氧化石墨烯层间及所形成的褶皱上。二者形成的二元纳米复合材料,发挥良好的协同作用,电化学性能得到了改善。当电流密度为0.5A·g-1时,复合材料的比电容可以达到623F·g-1,远大于石墨烯和聚苯胺单体的比电容。  相似文献   

4.
利用水合肼还原十八胺(ODA)接枝的氧化石墨烯(GO),得到了十八胺功能化石墨烯(ODA-G),将ODAG与聚苯胺(PANI)通过溶液共混法,制备了功能化石墨烯和聚苯胺纳米复合材料(ODA-G/PANI).采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、拉曼(Raman)光谱及透射电镜(TEM),对复合材料的结构和形貌进行了表征;利用循环伏安、恒流充放电及交流阻抗谱等,对复合材料的电化学性能进行了测试.结果显示,少量ODA-G的引入为PANI的电化学氧化还原反应提供了更多的电子通道和活性位置,有利于提高PANI的赝电容.在电流密度1.0 A·g-1下,2%(w)ODA-G/PANI的比电容达到787 F·g-1,而相应的PANI仅有426 F·g-1.此外,ODA-G/PANI的循环稳定性也远高于纯PANI.  相似文献   

5.
采用微波辐射与高温裂解相结合的二步还原法制备石墨烯。二步还原使氧化石墨被充分还原和剥离,所得到的石墨烯有较好的传导性,其比表面达675.4 m2.g-1。以此石墨烯为原料,水热法合成出石墨烯/钴镍双金属氢氧化物复合材料,并考察了复合材料作为超级电容电极材料的电化学性能。研究发现,褶皱的石墨烯纳米片均匀分散在钴镍双金属氢氧化物中,这改善了钴镍双金属氢氧化物的传导性和结构稳定性。在0.25 A.g-1电流密度下,复合材料的比电容量是800.2 F.g-1。当电流密度增加至10 A.g-1,比电容量为386.5 F.g-1,恒电流充-放电500次后比电容量仍能保持99%以上,这些呈示该复合材料具有优良的电化学性能。  相似文献   

6.
石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及其电化学性能   总被引:1,自引:0,他引:1  
以苯胺和氧化石墨烯(GO)为原料, 采用电化学方法制备了石墨烯/聚苯胺(GP)复合材料. 利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、拉曼(Raman)光谱、X射线光电子能谱分析(XPS)对其结构、微观形貌进行了表征,并对复合材料电化学性能进行了测试. 结果表明, 复合材料保持了石墨烯的基本形貌, 聚苯胺颗粒均匀地分散在石墨烯表面, 复合材料在500 mA·g-1的电流密度下比电容达到352 F·g-1, 1000 mA·g-1下比电容为315 F·g-1, 经过1000 次的充放电循环后容量保持率达到90%, 远大于石墨烯和聚苯胺单体的比电容. 复合材料放电效率高, 电解质离子易于在电极中扩散和迁移.  相似文献   

7.
将氧化石墨凝胶超声不同时间制备氧化石墨烯(GO)溶胶,再以GO溶胶为前驱体采用一步水热法制备了三维还原氧化石墨烯(3DRGO),采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学测试等研究了不同超声时间对3DRGO的形貌、结构及超级电容性能的影响.结果表明,当超声时间不超过120 min时,经水热反应后还原氧化石墨烯均能形成稳定的三维结构,但随着超声时间的延长,三维结构尺寸不断减小,强度增加,样品的内部结构也由片状逐渐向多孔网状转化;当超声时间超过120 min时,还原氧化石墨烯虽具有网状结构,但在宏观上不利于形成稳定的三维结构.电化学测试结果表明,经不同超声时间所制备的还原氧化石墨烯均表现出较好的超级电容性能,其中超声时间为120 min时制备的3DRGO具有更均匀的多孔网状结构,表现出了最佳的超级电容性能,在1 A/g电流密度下其比电容可达328 F/g,即使在20 A/g的大电流密度条件下,其比电容仍可高达240 F/g.  相似文献   

8.
采用简单的原位氧化聚合法成功制备了Mn2+掺杂聚苯胺/还原氧化石墨烯(Mn2+-PANI/r GO)复合物电极材料,利用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、扫描电镜和电化学测试等手段对其结构、形貌和电化学电容性能进行了分析研究。结果表明,纳米棒状的锰离子掺杂态聚苯胺均匀分散在褶皱的石墨烯中,形成交联状的多孔结构。当电流密度为2A/g时,电极的放电比容量高达952 F/g,循环1000次后初始比电容的保持率为86.2%。过渡金属和石墨烯的加入提高了电极材料的电化学性能,高的比电容和优良的循环稳定性使Mn2+-PANI/r GO复合物在超级电容器中有很好的应用前景。  相似文献   

9.
采用简单的原位氧化聚合法成功制备了Mn2 掺杂聚苯胺/石墨烯(Mn2 -PANI/rGO)复合物电极材料,利用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(FESEM)和电化学测试等手段对其结构、形貌和电化学电容性能进行了分析研究。结果表明,纳米棒状的锰离子掺杂态聚苯胺均匀分散在褶皱的石墨烯中,形成交联状的多孔结构;Mn2 -PANI/rGO复合物具有高的比电容和优良的循环稳定性,当电流密度为2A/g时,电极的放电比容量高达952 F/g, 循环1000 次后初始比电容的保持率为86.2%,这表明过渡金属和石墨烯的加入增强了其电化学性能,高的比电容和好的速率使其复合物有望在超级电容器中有广泛的应用前景。  相似文献   

10.
通过同步还原聚苯胺(PANI)-氧化石墨烯(GO)复合物制备得到了聚苯胺-还原氧化石墨烯(PANI-rGO)。由于复合材料中PANI提供了氧化还原反应的电荷,使得PANI-rGO复合材料具有较大的比电容。通过扫描电子显微镜(SEM),紫外-可见光谱和热重量分析法(TGA)对复合物进行了结构和形态的分析。复合材料的形态呈薄片状,聚苯胺是均匀地包裹在氧化石墨烯上的。当电流密度为20 A·g~(-1)时,PANI-rGO复合材料的比电容可高达1069 F·g~(-1)(1.71 F·cm~(-2)),是PANI-GO复合材料的五倍,这是因为复合材料中还原氧化化石墨烯的大比表面和高电导性所引起的。  相似文献   

11.
以氧化石墨凝胶制备的氧化石墨烯溶胶为前驱体, 在120-220 ℃条件下, 采用水热法制备了系列不同还原程度的三维还原氧化石墨烯, 采用扫描电镜(SEM), X射线衍射(XRD), 傅里叶变换红外(FTIR)光谱, X射线光电子能谱(XPS)和电化学测试等手段研究了水热反应温度对材料形貌、结构和超级电容性能的影响. 结果表明: 采用水热法制备的三维还原氧化石墨烯呈多孔网状结构, 材料的体积和内部网状孔径随着水热反应温度的升高而减小; 同时, 氧化石墨烯的还原程度随反应温度的升高而增加, 有序度提高, 其结构逐渐向着类石墨结构转化; 而材料的比电容和能量密度则随反应温度的升高呈现出先增大后减小的趋势, 且均以双电层电容为主;相比之下, 当水热反应温度为180 ℃时, 制备的三维还原氧化石墨烯具有最佳的超级电容性能, 在电解液为6mol·L-1的KOH溶液中, 0.5 A·g-1电流密度下其比电容达到315 F·g-1, 10 A·g-1时仍能保持212 F·g-1的高比容量, 能量密度为40.5 Wh·kg-1, 5000次循环后比电容保持率为86%, 表现出了良好的电化学性能.  相似文献   

12.
通过直接炭化沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIF-8)纳米多面体,成功制备了氮掺杂介孔碳(NMCs). 采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)及比表面和孔隙度分析仪对其微观形貌和结构进行了表征,并对NMCs的电化学超电容性能进行了测试. 结果表明:NMCs具有规整的形貌、介孔纳米结构和较大比表面积(2737 m2·g-1);由于氮元素掺杂所赋予的优异的表面润湿性和赝电容性能,且介孔结构有利于电解质到达电极活性材料表面,NMCs表现出优异的电化学超电容性能,在1 A·g-1的电流密度下,1.0 mol·L-1H2SO4溶液中的比电容值为307 F·g-1,并具有良好的功率特性;此外,在10A·g-1的大电流密度下充放电循环5000次后,NMCs的比电容值保持率为96.9%.  相似文献   

13.
Reduced graphene oxide/sulfur/polyaniline (referred to RGO/S/PANI) composite was self-assembled through in situ synthesis and used to investigate the electrochemical properties of lithium/sulfur cells. The RGO/S/PANI composite possessed 809.3/801.9 mAh g?1 of initial charge/discharge capacities, higher than 588.3/588.2 mAh g?1 for reduced graphene oxide/sulfur (referred to RGO/S) and 681.4/669.9 mAh g?1 for sulfur/polyaniline (referred to S/PANI) at similar conditions. The RGO/S/PANI composite obtained 400 mAh g?1 at 2 C and good reversible capacities of 605.5 and 600.8 mAh g?1 at 100th charge/discharge cycle at 0.1 C, in comparison with low electrochemical performance of RGO/S and S/PANI. The improved properties could be attributed to the collaboration of RGO and PANI. Co-generation of RGO and sulfur acted as seeds for their depositions, stimulated their uniform distributions, and restricted the agglomeration of sulfur particles in situ synthesis. Polyaniline coated RGO/S and stabilized the nanostructure of RGO/S/PANI in repeated charge/discharge cycles. In addition, RGO and PANI provided many electron channels to enhance sulfur conductivity and sufficient void space for sulfur swelling during charge/discharge cycles.  相似文献   

14.
利用水合肼还原十八胺(ODA)接枝的氧化石墨烯(GO),得到了十八胺功能化石墨烯(ODA-G),将ODAG与聚苯胺(PANI)通过溶液共混法,制备了功能化石墨烯和聚苯胺纳米复合材料(ODA-G/PANI). 采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、拉曼(Raman)光谱及透射电镜(TEM),对复合材料的结构和形貌进行了表征;利用循环伏安、恒流充放电及交流阻抗谱等,对复合材料的电化学性能进行了测试. 结果显示,少量ODA-G的引入为PANI 的电化学氧化还原反应提供了更多的电子通道和活性位置,有利于提高PANI 的赝电容. 在电流密度1.0 A·g-1下,2%(w)ODA-G/PANI 的比电容达到787 F·g-1,而相应的PANI 仅有426 F·g-1. 此外,ODA-G/PANI的循环稳定性也远高于纯PANI.  相似文献   

15.
《Solid State Sciences》2012,14(6):677-681
The polyaniline/TiO2/graphene oxide (PANI/TiO2/GO) composite, as a novel supercapacitor material, is synthesized by in situ hydrolyzation of tetrabutyl titanate and polymerization of aniline monomer in the presence of graphene oxide. The morphology, composition and structure of the composites as-obtained are characterized by SEM, TEM, XRD and TGA. The electrochemical property and impedance of the composites are studied by cyclic voltammetry and Nyquist plot, respectively. The results show that the introduction of the GO and TiO2 enhanced the electrode conductivity and stability, and then improved the supercapacitive behavior of PANI/TiO2/GO composite. Significantly, the electrochemical measurement results show that the PANI/TiO2/GO composite has a high specific capacitance (1020 F g−1 at 2 mV s−1, 430 F g−1 at 1 A g−1) and long cycle life (over 1000 times).  相似文献   

16.
采用磷酸阳极氧化法在金属镍表面形成阳极氧化复合膜,在1 mol·L-1氢氧化钾溶液中进行大电流密度恒流充放电(GCD)处理, 使基体表面形成一层多孔纳米花瓣状膜. 采用扫描电镜(SEM), X射线光电子能谱(XPS), X射线衍射(XRD)仪, 对膜的形貌、组成和结构进行了表征, 使用电化学工作站、电池寿命测试仪对该膜的电容特性进行了测试. 结果表明, 所制氧化膜由三维多孔纳米花瓣状的NiO、α-Ni(OH)2和β-Ni(OH)2构成, 该膜具有优异的电容特性, 其在电流密度为6.7 A·g-1时,比电容量达1509 F·g-1, 而当电流密度为66.7 A·g-1时,比电容量为1120 F·g-1 (为6.7A·g-1时的74%).在电流密度为66.7 A·g-1时, 经过2000次循环测试后比电容量基本保持不变.  相似文献   

17.
以氯化钨和氧化石墨烯(GO)为原料,乙醇为溶剂,一步合成了WO3纳米棒/石墨烯纳米复合材料(WO3/RGO). 将WO3/RGO纳米复合材料用于锂离子电池负极,并通过充放电测试、循环伏安(CV)和电化学阻抗谱(EIS)技术综合考察了该材料的储锂性能. 结果显示,在0.1C (1C=638 mA·g-1)倍率下,复合物的首次放电比容量达到761.4 mAh·g-1,100次循环后可逆容量仍保持在635 mAh·g-1,保持率为83.4%. 即使在5C倍率下容量仍高达460 mAh·g-1. 由此说明,WO3/RGO纳米复合物具有优异的循环稳定性及倍率性能,可望用于高性能锂离子电池.  相似文献   

18.
以氯化钨和氧化石墨烯(GO)为原料,乙醇为溶剂,一步合成了WO3纳米棒/石墨烯纳米复合材料(WO3/RGO).将WO3/RGO纳米复合材料用于锂离子电池负极,并通过充放电测试、循环伏安(CV)和电化学阻抗谱(EIS)技术综合考察了该材料的储锂性能.结果显示,在0.1C(1C=638 mA?g-1)倍率下,复合物的首次放电比容量达到761.4 mAh?g-1,100次循环后可逆容量仍保持在635 mAh?g-1,保持率为83.4%.即使在5C倍率下容量仍高达460 mAh?g-1.由此说明,WO3/RGO纳米复合物具有优异的循环稳定性及倍率性能,可望用于高性能锂离子电池.  相似文献   

19.
通过溶剂热反应-水热处理的途径,制备了无定形碳包覆的ZnS纳米晶体(ZnS@C)与还原氧化石墨烯(rGO)复合的ZnS@C/rGO复合材料,并用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对复合材料进行了形貌和微观结构的表征。电化学测试结果表明,与ZnS@C和ZnS/rGO相比,所制备的ZnS@C/rGO复合材料显示了显著增强的电化学储锂性能,在100 mA·g-1电流密度下,其电化学储锂的首次可逆比容量为1 101 mAh·g-1,充放电循环100次后其可逆比容量为1 569 mAh·g-1。在不同电流密度下循环1 200次后,仍保持在2.0 A·g-1电流密度下有1 096 mAh·g-1的可逆比容量,显示了其稳定的长循环性能。  相似文献   

20.
Vertical polyaniline (PANI) nanowire arrays on graphene‐sheet‐coated polyester cloth (RGO/PETC) were fabricated by the in situ chemical polymerization of aniline. The 3D conductive network that was formed by the graphene sheets greatly enhanced the conductivity of PANI/RGO/PETC and improved its mechanical stability. PANI nanowire arrays increased the active surface area of PANI, whilst the hierarchically porous structure of the PANI/RGO/PETC electrode facilitated the diffusion of the electrolyte ions. Electrochemical measurements showed that the composite electrode exhibited a maximum specific capacitance of 1293 F g?1 at a current density of 1 A g?1. Capacitance retention was greater than 95 %, even after 3000 cycles, which indicated that the electrode material has excellent cycling stability. Moreover, the electrode structure endowed the PANI/RGO/PETC electrode with a stable electrochemical performance under mechanical bending and stretching.  相似文献   

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