石墨烯/SnO2/Si@PPy复合材料的制备及电化学性能

以氧化石墨烯和Sn Cl2为原料,通过微波水热法合成了石墨烯/SnO_2复合材料(GS),以过硫酸铵为引发剂,通过吡咯在Si粉表面原位氧化聚合制备了Si@PPy(SP)包覆结构,最后通过微波水热组装法制备了石墨烯/SnO_2/Si@PPy复合材料(GSSP)。采用SEM、TEM、XRD、Raman和BET对GS、SP和GSSP材料的形貌和结构进行表征,并以GSSP复合材料为负极组装半电池进行倍率、循环、CV和EIS等电化学性能测试。结果表明,GSSP复合材料具有优异的倍率性能,在100 mA/g电流密度下,放电和充电的平均比容量分别为948.44和869.63 mA·h/g。1000 mA/g电流密度下,经过400次循环放电和充电的比容量保持率高达90.69%和89.34%。     

钛酸锂/石墨烯复合负极材料的制备及电化学性能

以Li₂CO₃、锐钛矿TiO₂和石墨烯为原料，采用固相球磨及喷雾干燥相结合的方法制备钛酸锂和钛酸锂/石墨烯复合负极材料。用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱、扫描电子显微镜（SEM）表征了样品的晶体结构及形貌。通过恒流充放电测试样品的电化学性能，考察不同石墨烯添加量对钛酸锂材料电化学性能的影响。当石墨烯添加量质量分数为1%时，钛酸锂/石墨烯复合负极材料（LTO-G-2）具有优异的倍率性能及循环稳定性。在0.2C、0.5C、1C、3C、5C和10C倍率下的充电比容量为172.9mA·h/g、165.7mA·h/g、163.5mA·h/g、157.4mA·h/g、154.0mA·h/g和143.5mA·h/g。5C倍率下经历200次循环，容量保持率为94.8%。循环伏安测试(CV)表明LTO-G-2样品的极化程度是最小的。交流阻抗测试（EIS）结果显示LTO-G-2的电荷转移阻抗（69.6Ω）小于纯的钛酸锂的电荷转移阻抗（140.5Ω）。     

钛酸锂/石墨烯复合材料及电化学性能

通过固相法制备出钛酸锂(LTO)样品,再将LTO和氧化石墨烯通过水热法制得钛酸锂/还原石墨烯复合材料(LTO-RGO)。通过XRD、SEM、TEM对材料的结构、形貌进行表征,并进行充放电性能测试、交流阻抗测试来检测其电化学性能。结果表明,石墨烯对钛酸锂进行包覆处理不影响钛酸锂材料的晶型结构、无杂相出现。钛酸锂/石墨烯复合材料表现出了比钛酸锂材料更为优异的电化学性能,0.2C倍率下的放电比容量为208.7mA·h/g,50次循环后容量保持率为98.10%;20C倍率下的放电比容量为136.1mA·h/g。     

石墨烯/SnO2/Si@PPy复合材料制备及电化学性能

以氧化石墨烯和SnCl2为原料，通过微波水热法合成了石墨烯/SnO2复合材料(GS)，以过硫酸铵为引发剂，通过吡咯在Si粉表面原位氧化聚合制备了Si@PPy包覆结构(SP)，最后通过微波水热组装法制备了石墨烯/SnO2/Si@PPy复合材料(GSSP)。采用SEM、TEM、XRD、Raman和BET对GS、SP和GSSP材料的形貌和结构进行表征，并以GSSP复合材料为负极组装半电池进行倍率、循环、CV和EIS等电化学性能测试。结果表明：GSSP复合材料具有优异的倍率性能，在100 mA/g电流密度下，放电和充电的平均比容量分别为948.44和869.63 mAh/g。1000 mA/g电流密度下，经过400次循环放电和充电的比容量保持率高达90.69%和89.34%。     

柔性自支撑PDDA-Si/G纳米复合薄膜的制备及储锂性能

通过静电自组装技术成功制备得到柔性自支撑聚二烯二甲基氯化铵-Si/石墨烯(PDDA-Si/G)纳米复合薄膜。该复合薄膜无添加黏结剂及导电炭黑且仍能保持电极结构的完整性,其中石墨烯提供完整的导电网络和机械韧性。电化学测试结果表明,当电流密度为0.2 A/g,复合材料的比容量可达1439.9 (mA·h)/g,库仑效率保持98%以上。且在高电流密度(2 A/g)下,复合材料的比容量仍可维持在499.9 (mA·h)/g,远高于商品化纯Si电极的电化学性能。     

柔性自支撑PDDA-Si/G纳米复合薄膜的制备及储锂性能

通过静电自组装技术成功制备得到柔性自支撑聚二烯二甲基氯化铵-Si/石墨烯(PDDA-Si/G)纳米复合薄膜。该复合薄膜无添加黏结剂及导电炭黑且仍能保持电极结构的完整性,其中石墨烯提供完整的导电网络和机械韧性。电化学测试结果表明,当电流密度为0.2 A/g,复合材料的比容量可达1439.9 (mA·h)/g,库仑效率保持98%以上。且在高电流密度(2 A/g)下,复合材料的比容量仍可维持在499.9 (mA·h)/g,远高于商品化纯Si电极的电化学性能。     

石墨烯负载纳米二硫化钴的制备及其在锂离子电池方面的应用研究

采用二次水热法将纳米二硫化钴负载于石墨烯上,并通过结构表征和电化学性能测试,探讨了纳米二硫化钴/石墨烯材料作为锂离子电池负极的性能。电容量测试结果表明：在电流密度为100 mA/g条件下,二硫化钴/石墨烯复合材料的首周充放电容量分别为1 610 mA·h/g和774 mA·h/g,测算出的库伦效率为48.1%;循环性能测试结果表明：经过50次循环测算后的复合材料的放电比容量为302 mA·h/g,容量保持率为33.4%;倍率性能测试结果表明：当电流密度回复到100 mA/g时,复合材料的比容量恢复至550 mA·h/g。实验制备的纳米二硫化钴/石墨烯复合材料在锂电池负极的应用上表现出了优异的循环性能和倍率性能。     

黏结剂对SnO_2/石墨烯负极材料电化学行为的影响

针对SnO2用作锂离子电池负极材料所存在的体积膨胀率高及导电性差的不足,考察了羧甲基纤维素钠(CMC)/丁苯橡胶(SBR)和聚偏氟乙烯(PVDF)黏结剂对SnO2、SnO2/石墨烯负极材料电化学性能的影响。结果表明:1)200 mA/g下经过30次充放电循环后,当以CMC/SBR作复合黏结剂时,SnO2的首次放电容量和容量保持率分别为581.3 mA·h/g和37.6%,明显高于PVDF作黏结剂时的电化学性能(135.3 mA·h/g、10.6%);2)200 mA/g下经过100次循环后,当以CMC/SBR作复合黏结剂时,SnO2/石墨烯复合负极材料的首次放电容量、容量保持率分别为702.3 mA·h/g和43.8%,也高于PVDF作黏结剂时的电化学性能(552 mA·h/g和32.8%)。     

基于表面改性纳米硅复合负极材料的制备及其性能EI北大核心CSCD

基于简单易操作的湿法包覆制备了以纳米硅粉体和石墨(G)为主要原料,添加表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚和石墨烯(GR)的Si/C@GR/G复合材料。研究了不同组分配比对复合材料的成分、形貌及电化学性能的影响。结果表明:制得的复合材料具有良好的循环稳定性,体积膨胀得到缓解。当复合材料中硅质量分数为10%,首次放电比容量约为730 mA·h/g,在电流密度为100 mA/g经100次循环后,其放电比容量稳定维持在500 mA·h/g左右,也展现了良好的倍率性能,首次Coulombic效率达到87.27%,相比纯硅不足70%的效率有了大幅度提高。     

氮掺杂石墨烯/碳纳米管/无定形炭复合材料制备及其电化学性能

碳基复合材料被认为是超级电容器广泛应用最有前景的电极材料之一。本文使用氧化石墨烯（GO）、硝酸钴［Co(NO₃)₂］、三聚氰胺为原料,利用钴对高温下热解碳源的催化作用,制备得到了氮掺杂石墨烯/碳纳米管/无定形炭（NC）复合材料,并测试了其电化学性能。探究了金属和三聚氰胺添加量对碳基复合材料结构和性能的影响,研究发现,在添加量分别为0.02mmol和0.3g时,制得的样品具有大比表面积（380.5m²/g）和高掺氮质量分数（6.29%）,并在三电极系统中体现出优异的电化学性能,电流密度为0.5A/g时样品的比电容为137.1F/g,5A/g时比电容为113.5F/g,保持率为88.5%,具有优异的倍率性能,在循环5000圈后样品的容量保持率为104%,具有良好的循环稳定性,这归因于三维结构可以加快充放电过程中的离子转移和氮掺杂可提高材料润湿性和贡献部分赝电容,为超级电容器电极材料的制备提供了理论借鉴。     

Fe@Fe_2O_3/石墨烯复合材料的制备与电化学性能研究

采用水热反应和高温固相反应方法合成了Fe@Fe_2O_3/石墨烯复合材料。运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光电子能谱仪(XPS)和透射电镜(TEM)对复合材料进行了物理表征。结果表明,Fe@Fe_2O_3/石墨烯复合材料中纳米颗粒均匀分布在石墨烯中,且纳米颗粒具有核壳结构,提出了核壳结构的形成机理。充放电测试结果显示,Fe@Fe_2O_3/GNS复合材料在100mA/g下经过90次循环后,可逆容量仍有959.3 mA·h/g,库伦效率保持在86.4%。此外,在5000 mA/g电流充放电条件下,Fe@Fe_2O_3/GNS复合材料循环280次后,可逆容量维持在515 mA·h/g,表现出较好的大电流充放电循环寿命。     

rGO/GQDs复合材料的制备及其超级电容器性能

利用少量乙二胺作为还原剂,在水热条件下制备了还原氧化石墨烯/石墨烯量子点复合材料(rGO/GQDs)。由扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱对材料的形貌和结构进行了表征,并研究了材料的电化学性能。结果表明:复合材料具有三维多孔结构和良好的电化学性能,在0. 3 A/g的电流密度下,复合材料的比电容达到了226. 54 F/g。在10 A/g电流密度下,经过10000次充放电循环后其比电容值仍为初始值的91. 4%。     

碳源及加入量对LiFePO_4/C性能的影响

以不同的有机物(蔗糖、柠檬酸、聚乙烯吡咯烷酮K30、聚乙二醇2000、酒石酸)为碳源合成LiFePO4/C复合材料,研究了不同碳源对复合材料晶型结构与电化学性能的影响。结果表明,不同的碳源对LiFePO4材料的晶型结构没有影响,但对电化学性能影响较明显,其中采用蔗糖为碳源制得的复合正极材料电化学性能最好。进一步研究了蔗糖加入量对复合材料的形貌、粒径分布、电导率及电化学性能的影响,发现当蔗糖加入量为铁与碳的物质的量比为1∶1时,样品颗粒细小、分布均匀,电导率明显提高,电化学性能最好,0.1C首次放电比容量为154.53 mA.h/g,0.5C首次放电比容量也高达141.14 mA.h/g,循环10次后,仍保持在137.62 mA.h/g。     

石墨烯/氧化亚铜界面交互作用对储锂性能的影响

通过一种简单的液相法以及随后的热处理合成了石墨烯/氧化亚铜复合材料(Cu_2O/GNSs)。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射以及X射线光电子能谱对复合材料的形貌和结构进行了表征。当复合材料作为锂离子电池负极材料时,在50 mA/g电流密度下,首次可逆容量为448 mAh/g,经过90次循环以后,容量增加到613 mAh/g。在500、1 000 mA/g下,可逆容量依然可达444、346 mAh/g,分别为50 mA/g电流密度下容量的99%和77%。Cu_2O/GNSs较高的容量以及优异的倍率性能应当归结于石墨烯与氧化亚铜之间的协同作用。     

煤基石墨烯/TiO_2复合材料的制备及光催化性能

以资源丰富的褐煤为原料,经高温石墨化处理后,采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),再以四氯化钛(TiCl_4)为钛源,通过水热合成法制备煤基石墨烯/TiO_2(CRGO/TiO_2)复合材料。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、低温氮气物理吸附仪、傅里叶红外光谱仪(FTIR)对复合材料的微观结构进行系统表征,并重点研究不同GO添加量下所制CRGO/TiO_2复合材料对液相中罗丹明B的光催化降解性能。结果表明:以褐煤为碳质前体,TiCl_4为钛源,采用水热合成法可合成具有介孔特征的煤基石墨烯/TiO_2复合材料,其比表面积可达88.53~169.64m~2/g,孔径主要分布在2~12nm,且随着GO添加量的增加,复合材料的孔径分布逐渐变窄。复合材料中的TiO_2纳米颗粒主要以锐钛矿晶型均匀分散于层状石墨烯表面。GO添加量是影响复合材料光催化降解性能的重要因素。当GO添加量为8%时,CRGO/TiO_2复合材料在可见光下对罗丹明B的降解率可达98.9%。     

氧化锡锑/石墨烯的制备及电除盐性能研究

采用水热合成法制备了不同掺杂比例的氧化锡锑/石墨烯纳米复合材料,用SEM、XPS和XRD进行表征,考察了该材料的电化学性能,并进行CDI测试。实验结果表明,ATO纳米颗粒的嵌入可以有效抑制石墨烯片间的自团聚效应,形成的复合材料呈现3D结构。当m(ATO)∶m(RGO)为20%时,ATO/RGO复合材料的比电容量(124.1 F/g)和电吸附性能(8.63 mg/g)最佳,远远超出石墨烯(74.3 F/g,3.98 mg/g)。     

自支撑石墨烯/二氧化锰/泡沫镍复合材料的电化学性能

以三维泡沫镍(NF)为模板,在不添加模板剂的条件下,通过电沉积法沉积石墨烯(G),再采用水热合成制备纳米片二氧化锰(Mn O_2),得到自支撑电极复合材料G/Mn O_2/NF,改善其作为电极材料的电化学性能。用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)和扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的微观结构和表面形貌进行分析,通过循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)、交流阻抗(EIS)测试了电极复合材料的电化学性能。结果表明:在电流密度为1 A/g的条件下,复合电极材料的比电容达到722 F/g,经过1 000次循环后比电容保持率为97%。     

石墨烯/炭黑/三元乙丙橡胶复合材料的制备与性能研究

采用硅烷偶联剂KH570改性氧化石墨烯,并还原制备石墨烯。用机械共混的方法制备石墨烯/炭黑/三元乙丙橡胶复合材料,研究了石墨烯/炭黑/三元乙丙橡胶复合材料的硫化性能、力学性能、磨耗性能以及复合材料的微观结构。结果表明,随着石墨烯的添加量的增加,复合材料拉伸强度逐渐提高,当添加量为1. 5 phr时,拉伸强度的数值达到最高,为21. 3 MPa,提高了约29%。而扯断伸长率则呈相反趋势。     

石墨烯/炭黑/天然橡胶复合材料的制备与性能研究

采用硅烷偶联剂KH570改性氧化石墨烯,并还原制备石墨烯。用机械共混的方法制备石墨烯/炭黑/天然橡胶复合材料,研究了石墨烯/炭黑/天然橡胶复合材料的力学性能、导热性能、磨耗性能以及复合材料的微观结构,并与炭黑/天然橡胶复合材料性能对比。结果表明,石墨烯添加1 phr石墨烯,石墨烯/炭黑/天然橡胶复合材料的裤形撕裂强度提升显著,提高了40%。老化前磨耗降低17.1%,老化后磨耗降低10.2%。添加了1.5 phr石墨烯,石墨烯/炭黑/天然橡胶复合材料导热系数提高了17%左右。     

Fe_3O_4/石墨烯复合材料的制备及其电化学性能研究

以FeCl_3·6H_2O和FeCl_2·4H_2O为铁源,以Na OH溶液为沉淀剂,选择共沉淀法制备Fe_3O_4∕石墨烯复合物。以Fe⁽²⁺⁾和Fe(2+)和Fe⁽³⁺⁾的浓度作为变量制得5种不同比例的Fe_3O_4/石墨烯纳米复合材料,然后将所得复合材料压制成电极片,组装成超级电容器后进行循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)、交流阻抗(EIS)测试,探究Fe_3O_4与石墨烯的含量比对复合材料电化学性能的影响。结果表明,当FeCl_3·4H_2O和FeCl_2·4H_2O用量分别为0.456 g和0.665 g,氧化石墨烯用量为150 mg时,所制备复合材料的电化学性能最佳,比电容可达510 F/g。