超级电容器用石墨烯纳米片的制备及性能

通过在低温、常压条件下热剥离氧化石墨(GO)前驱体制备了石墨烯纳米片,然后用其制成了超级电容器。利用XRD、FT-IR、SEM和TEM对所制石墨烯纳米片的物相组成和形貌进行了分析,另外,采用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗谱技术对所制超级电容器的超级电容性能进行了研究。结果表明:GO在200℃、常压下即可被有效热剥离;所制超级电容器在6 mol/L KOH体系中的最大比电容约为276 F/g。     

石墨烯的微波法制备及其电化学电容性能的研究

以天然鳞片石墨为原料,采用改进的Hummers方法制备了氧化石墨,然后通过微波剥离还原氧化石墨制备了石墨烯,并利用红外光谱、扫描电镜和透射电镜对其进行了表征。以所制石墨烯为电极材料、1 mol/L的TEMABF4/PC为电解液制备了超级电容器,并对其电化学性能进行了研究。结果表明:经过微波剥离,氧化石墨的含氧基团已基本完全分解,所得石墨烯为表面具有大量褶皱的薄层。所制电容器具有良好的电容性能,在扫描速度为10 mV/s情况下,其单电极比容量为102 F/g,比能量则高达22.1 Wh/kg。     

石墨烯的氧化与抗菌特性

氧化石墨烯(GO)的抗菌机制(破坏细菌结构、氧化应激和阻断细菌传输)只从宏观角度论述了 GO整体结构对细菌的作用,但未能说明表面官能团对抗菌的贡献.在不同气氛(N2或O2)下退火对石墨烯进行表面官能团修饰,得到表面官能团组成不同的氮气处理石墨烯(NTG)、氧气处理石墨烯(OTG).平板菌落计数法抗菌测试表明,OTG有更...     

石墨烯微波制备的改进及其电化学性能研究

为寻找高效、环保的方法制备出性能优异的石墨烯超级电容器电极,采用制备氧化石墨的改进法得到酸、中性氧化石墨(S-GO、Z-GO),经微波膨胀得到不同形貌的石墨烯纳米片(WS-GO和WZ-GO),对WS-GO活化得样品HWS-GO;通过SEM、FT-IR和电化学工作站对样品的形貌、组成和电化学性能进行表征分析。结果显示:WS-GO比电容可达222 F/g,可逆性好,商业应用潜力大。     

石墨烯微波制备的改进及其电化学性能研究

为寻找高效、环保的方法制备出性能优异的石墨烯超级电容器电极,采用制备氧化石墨的改进法得到酸、中性氧化石墨(S-GO、Z-GO),经微波膨胀得到不同形貌的石墨烯纳米片(WS-GO和WZ-GO),对WS-GO活化得样品HWS-GO;通过SEM、FT-IR和电化学工作站对样品的形貌、组成和电化学性能进行表征分析。结果显示:WS-GO比电容可达222 F/g,可逆性好,商业应用潜力大。     

纳米银线/还原石墨烯复合材料的制备与表征

用改进的Hummer法制备了氧化石墨烯(GD),并制备 了表面用聚乙烯吡咯烷酮修饰的纳米银线(AgNWs), 通过原位还原法将二者复合成一种新型的水溶性AgNWs/还原石墨烯(RGD)材料,克服了石 墨烯材料不易分散 的缺点。用X射线衍射(XRD)、紫外-可见分光(UV-vis)光度计、扫描电子显 微镜(SEM)和傅里 叶变换红外(FT-IR)光谱分析仪对样品结构和形貌进行了表征。结果表明,制备的AgNWs/RG D材料具有与前驱 体不同的物理参数,有望在非线性光学、光电传感器和生物抑菌等方面有良 好的表现。     

氧化石墨烯修饰的功能复合纸用于高效去除水中重金属Pb(Ⅱ)的研究

以氧化石墨烯修饰的功能复合纸为吸附材料,研究其对水中重金属Pb(Ⅱ)离子的吸附能力,探讨了吸附剂的用量和初始浓度等净化条件对吸附效果的影响。结果表明:氧化石墨烯修饰的功能复合纸的结构平整、化学性质稳定,易分离;功能复合纸对Pb(Ⅱ)离子有良好的吸附能力,且吸附效果全部归功于氧化石墨烯的作用;功能复合纸上负载的氧化石墨烯用量增加反而降低单位质量氧化石墨烯对Pb(Ⅱ)的吸附量,在所研究的净化条件中,吸附量跨度为90 mg/g^500 mg/g;随着Pb(Ⅱ)初始浓度的增加,功能复合纸对Pb(Ⅱ)的吸附效果明显提升,当Pb(Ⅱ)离子溶液的初始浓度为350 mg/L时,吸附效果最佳。吸附反应动力学较好的符合伪二阶动力学模型,即吸附过程受化学作用主导,氧化石墨烯表面的含氧官能团在吸附过程中起到重要作用。功能复合纸在吸附饱和后,易于与水体分离,避免二次污染现象。     

用KMnO4处理ITO表面制备高效有机电致发光器件

用氧化剂KMnO4溶液处理ITO表面制备了高效的有机电致发光器件(OLED).将涂有ITO的玻璃薄片浸泡到不同浓度的KMn04溶液中,并对玻璃薄片进行不同时间的超声处理,结果发现,随着KMnO4 浓度和超声时间的不同,器件的性能都有不同程度的变化.经过优化发现,当KMnO4浓度为0.005wt%超声时间为15min时,器件的亮度提高1倍多,开启电压也有明显降低,器件的效率提高了近51%.通过原子力显微镜(AFM)对ITO表面进行了对比分析发现,经过RMnO4溶液处理后的器件表面粗糙度降低了;同时,KMnO4溶液的强氧化性提高了样片的表面活性,从而使器件的性能得以提高.     

非接触式测量制动器工作温度的光纤传感器

为了非接触式测量提升系统制动器工作温度,研制了一种结构简单的反射式光纤温度传感器。传感器由氧化石墨烯和石英光纤构成。氧化石墨烯作为温敏材料被涂覆在被测器件表面。光纤采用6芯结构,位于中心的光纤(纤芯直径?400μm)为光输出光纤,用于将光束入射到氧化石墨烯温敏薄膜表面;位于中心光纤外围的5根光纤(纤芯直径?192μm)为光接收光纤,用于接收从氧化石墨烯温敏薄膜表面反射回的光束。实验研究了氧化石墨烯温敏涂覆液浓度、氧化石墨烯温敏薄膜与光纤探头的间距及器件初始表面粗糙度对传感器灵敏度的影响。实验结果表明,当氧化石墨烯涂覆液质量浓度为0.15 g/mL,温敏薄膜与探头端面的间距为4 mm,金属表面初始粗糙度为3.4μm时,传感器灵敏度达到0.000 5/℃。     

石墨烯的制备及研究现状

阐述了石墨烯的制备方法如机械剥离法、氧化石墨还原法、加热SiC法和化学气相沉积法等,分析了各种制备方法的优缺点。论述了石墨烯在纳米电子器件、取代硅芯片、制造最快的碳晶体管、减少噪声和潜在的储氢材料领域等方面的应用,同时简要分析了石墨烯的结构对其性质的影响,展望了其未来的发展前景。     

石墨烯改性超级活性炭的制备及其在双电层电容器中的应用

采用复合/共活化的方法成功制备了石墨烯改性超级活性炭,并重点研究了复合工艺中氧化石墨烯和石油焦复合比对石墨烯改性超级活性炭性能的影响。当氧化石墨烯和石油焦的质量比为5:1000时效果最优,所制活性炭质量比电容为38.64 F/g,在85℃/2.85 V恒压充电32 h后容量衰减率为14.29%,明显优于纯活性炭。综合测试结果表明,石墨烯改性超级活性炭相较于纯活性炭,其比容量、内阻和稳定性均得到了改善。     

石墨烯量子点修饰的石墨毡电极的电容性能

以柠檬酸为原料,通过碳化制备石墨烯量子点(GQD)溶液,对制备的石墨烯量子点溶液进行超声使石墨烯量子点吸附在石墨毡表面。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和喇曼光谱对石墨烯量子点修饰的石墨毡进行表征。通过循环伏安(CV)曲线、电化学阻抗谱(EIS)和计时电位法研究其电化学性能。测试发现,该石墨毡电极在电流密度1 mA·cm-2下比电容高达2 394 F/g,在电流密度4 mA·cm-2下经过5 000次循环后稳定性达到95%。结果表明石墨烯量子点修饰的石墨毡电极具有优异的电化学性能,可以成为极具应用前景的超级电容器的电极材料。     

不同螯合剂对螯合辅助球磨法制备的LiFePO_4/C性能的影响

采用螯合辅助球磨法制备了LiFePO4/C复合材料,研究了不同的螯合剂(乙二胺四乙酸(EDTA),草酸,柠檬酸)对前驱体以及LiFePO4/C复合材料性能的影响。结果表明:LiFePO4/C复合材料的性能与螯合剂密切相关。螯合剂的螯合能力越强,球磨过程中前驱体颗粒越小,均匀程度越好,由此可提高LiFePO4/C复合材料的电化学性能。相比草酸和柠檬酸,采用乙二胺四乙酸作为螯合剂所制备的样品拥有更好的电化学性能,其在150 mA/g和1 500mA/g的电流密度下的可逆充放电比容量分别为155.5 mAh/g和102 mAh/g。     

石墨烯的制备及表征研究进展

简述了石墨烯的力、热、电学特性;重点分析了制备石墨烯的几种不同方法,包括:机械剥离法、加热SiC法、石墨插层法、电弧放电法、化学气相沉积法、溶剂剥离法与溶剂热法等,并且评述了这几种方法的特点及存在的问题。介绍了石墨烯的几种表征方法,并阐述了其未来的发展前景。     

液相还原法结合高温烧结制备正极材料LiFePO4/C

以LiOH·H2O为锂源,草酸(H2C2O4·2H2O)为还原剂,采用液相还原法制得LiFePO4的前驱体,再结合短时间高温烧结,制备了锂离子电池正极材料LiFePO4/C.研究了不同碳源、FePO4·xH2O(x=0,2,4)以及不同烧结时间对所制备LiFePO4/C正极材料电化学性能的影响.结果表明,最佳制备条件是...     

钨酸锰纳米线的水热法制备与表征北大核心

以MnCl2,MnC2O4和Na2WO4为反应前驱体,以KOH为矿化剂,在没有采用任何表面活性剂和模板的条件下,采用水热法成功制备出MnWO4晶体。用X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）对制备出的MnWO4晶体的结构和形貌进行了表征,并对MnWO4晶体的形成机理进行了初步探讨。结果表明,反应前驱体和pH值可以控制MnWO4晶体的一维取向生长。当以MnCl2作为锰源,随着pH值的升高,制得的MnWO4晶体的形貌由球形向棒状转变,制得的MnWO4纳米棒的长度约为200nm,直径约为30nm。而当采用MnC2O4作为锰源,当PH值升高时,制得的MnWO4晶体的形貌由纳米棒向纳米线转变,最终制得的MnWO4纳米线的长度为1～1．5μm,直径为20-50nm。     

熔盐法制备柱状铌酸钾钠粉体及其陶瓷

采用二步熔盐法合成了柱状铌酸钾钠粉体,并制备了致密的铌酸钾钠陶瓷。首先使用少量KSr_2Nb_5O_(15)粉体作为晶种,以Nb_2O_5、KCl与不同SrCO_3和Nb_2O_5的摩尔比(x=0.2,0.4,0.6和0.8)为原料合成了分散性较好的铌酸钾前驱体;然后将该前驱体通过化学拓扑反应制备出柱状的铌酸钾钠粉体;最后利用该粉体为原料,制备了铌酸钾钠陶瓷。测试结果表明,SrCO_3的添加有利于形成分散性良好的铌酸钾前驱体;Sr含量对钨青铜结构前驱体到钙钛矿结构铌酸钾钠的相转变有显著影响:当x≤0.4时,前驱体全部转化为钙钛矿相;x>0.4时,前驱体转变不完全;x=0.8时,前驱体几乎未发生转变。x=0.4时,合成的铌酸钾钠颗粒为微米级,长径比约为12,具有较高的烧结活性,为织构陶瓷的制备提供了一种合适的模板籽晶。     

高比表面三维多孔石墨烯的制备及其电容性能研究

以氧化石墨烯为原料,通过水热处理得到石墨烯水凝胶,浸渍KOH溶液后进一步高温活化制备了高比表面积的三维多孔石墨烯,系统地研究了KOH活化剂用量对石墨烯多孔结构和电容性能的影响规律。研究结果表明,随KOH用量增加,三维多孔石墨烯的比表面积增加,多孔结构更加发达,比容量增大。所制备的三维多孔石墨烯的比表面积最高可达2133 m~2·g~(-1),在1 mol·L~(-1) Et_4NBF_4/AN的有机电解液中于0.2 A·g~(-1)电流密度下的比容量高达108 F·g~(-1),循环和倍率性能优异。优异的电化学性能,结合简单的制备工艺,使得这种方法制备的三维多孔石墨烯成为极具应用前景的超级电容器电极材料。     

铌酸钾纳米棒的制备与表征

以柠檬酸(CA)为配位剂与金属离子配合,水作为溶剂,乙二醇(EG)为酯化剂,通过聚合物前驱体法制备铌酸钾(KNbO3)粉体。研究了CA和EG的用量和pH值对溶胶性能的影响。采用X-射线衍射(XRD)和热失重分析(TG-DTA)研究了KNbO3晶相的形成过程,用透射电子显微镜(TEM)对所制得粉体的表面形貌进行了分析。结果表明,当前驱体溶胶的pH值为7.5,n(CA)∶n(金属离子)=3∶1,n(CA)∶n(EG)=1∶2时,可获得稳定性好的溶胶。凝胶前驱体在加热过程中先反应生成K3Nb7O19和K4Nb6O17,然后二者反应生成KNbO3。凝胶前驱体以不同的升温速率加热至700℃,对所得粉体的形貌影响较大,升温速率快,有利于粒状产物的形成;升温速率慢,易形成棒状产物。同时讨论了不同的升温烧结机制影响KNbO3形貌的原因。     

石墨烯热还原程度对其电化学性能的影响

在不同温度下对石墨烯进行了热还原,并对还原后样品的表面官能团、表面形貌、电化学性能进行了研究。结果表明:还原过程中含氧官能团的脱除顺序为C—O—C>C—OH>COOH,高温还原会使石墨烯表面产生缺陷和褶皱,并使石墨烯片层面积减小。800℃还原的石墨烯具有86 F/g的较高比电容、2.4.cm2的较低电荷转移电阻和高达1 000次的稳定充放电性能,是最佳热还原样品。