PANI/石墨烯复合材料的制备和电容性能研究

以氧化石墨烯(GO)为氧化剂,在不加其它任何氧化剂的条件下,实现了苯胺的原位氧化聚合反应。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Raman)和扫描电子显微镜(SEM)分析了复合材料的结构和形貌,并对复合材料的电化学性能进行了测试。结果表明,苯胺单体吸附在GO表面聚合,制备了一种"三明治"结构的复合物;复合材料表现了优良的电化学性能,当苯胺和GO的质量比为5∶1时,在0.5A/g的电流密度下,复合材料的比电容为624.2F/g,高于纯聚苯胺(PANI)的比电容;循环500次后,电容量保持率为79.6%,表现了良好的循环稳定性能。     

聚苯乙烯基多孔炭/二氧化锰复合材料的制备及电容性能

以水溶性聚磷酸铵为致孔剂,苯乙烯为碳源,制备出分级多孔炭(HPC),然后经水热法制备得到二氧化锰包覆多孔炭复合材料。采用X射线衍射分析、扫描电子显微镜、热重分析和物理吸附等对所得材料表面形貌以及结构性能进行表征;采用循环伏安法、恒流充放电、交流阻抗和循环稳定性测试对其进行电化学性能分析。结果表明,当KMnO_4∶HPC=4∶1时,所得复合材料中二氧化锰的含量为55%时,电容性能最好。在0.2 A/g的电流密度下,1 mol/L Na_2SO_4电解液的三电极体系中测试,该复合材料比电容最高可达到216 F/g,且循环1 000次后,比容量保持81%。复合材料优异的电容性能归功于分级多孔炭发达的孔隙结构和均匀的二氧化锰包覆。     

炭气凝胶/氧化镍原位复合及超电容性能

分别以丙二酸、十二烷基硫酸钠为催化剂和分散剂,在硝酸镍存在下,甲醛和间苯二酚经过凝胶化、高温炭化后得到炭气凝胶/氧化镍复合材料.利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对材料的结构和形貌进行表征,采用循环伏安法、充放电曲线和交流阻抗表征样品的电化学性能.结果表明:在-0.4～0.6V(饱和甘汞电极)的电位范围内材料具有良好的电容性能和循环稳定性,在0.5 A/g的电流密度下单电极比电容达到了348.3 F/g,在氢氧化钾电解液中以100mV/s扫描速率循环2000次后比电容值基本不变.     

CoNiO_(2)/Ti_(3)C_(2)Tx复合材料的制备及其电化学性能EI北大核心CSCD

采用共沉淀方法并结合热处理技术制备了CoNi O_(2)/Ti_(3)C_(2)Tx复合材料。使用扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、氮气吸脱附测试、循环伏安法、恒流充放电法和电化学阻抗测试对所制备样品进行表征。结果表明:CoNiO_(2)/Ti_(3)C_(2)Tx质量比为30:1的复合材料具有最佳的电化学性能,在1 A/g的电流密度下具有389 F/g的比电容,约为Ti_(3)C_(2)Tx比电容的6倍;当电流密度为20 A/g时,其比电容为309 F/g;在电流密度为10 A/g时,经过1500次充放电循环后,电容保持率为82%。     

WO_3/FeOOH的制备与电化学性能研究

采用水热法制备一维WO_3微米棒,并以其为模板利用Fe~(3+)水解成功制备出具有三维结构的WO_3/FeOOH复合材料。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、电化学测试等手段对材料的结构、组成以及电化学性能进行了表征。结果表明,WO_3/FeOOH复合材料作为超级电容器材料具有优异的电化学性能。电流密度为0. 5 A/g时,比容量高达296. 7 F/g;电流密度为10 A/g时,比容量为171. 7 F/g。并且在电流密度为10 A/g时循环1 000次后,其比容量保持率为92. 3%。     

普鲁士蓝镶嵌聚吡咯薄膜电极的制备及其电化学电容性质的研究

为提高聚吡咯电极材料电化学性能，研制出一种普鲁士蓝(PB)镶嵌聚吡咯(PPy)薄膜电化学电容器电极。采用化学沉淀法结合气相聚合(VPP)法将同步合成的PB引入PPy薄膜中，制备了自支撑聚吡咯/普鲁士蓝(PPy/PB)复合电极材料。利用扫描电子显微镜、拉曼光谱、X射线粉末衍射技术等对复合材料的形貌及结构进行表征。在三电极体系和对称超级电容器中研究PPy/PB复合材料的电化学表现，研究结果表明，PPy/PB复合材料组装的超级电容器比电容高达447.6 F/g。不同电流密度下充放电性能研究表明，电流密度从1.0 A/g增大到10.0 A/g时，PPy/PB比容量保持率为70.8%,具有优异的倍率性能。通过4 000次恒流充放电后PPy/PB电容保持率为76.9%,高于纯PPy电极材料，显示出较好的电容性能。     

聚苯胺/酚醛树脂基活性炭复合材料的制备及表征

采用KOH溶液活化后的酚醛树脂基活性炭作为复合材料前躯体,通过原位聚合法在活性炭表面沉积聚苯胺,制备得到聚苯胺/酚醛树脂基活性炭复合材料。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、循环伏安法以及恒电流充放电法对聚苯胺/酚醛树脂基活性炭复合材料的微观结构和电化学性能进行了研究表征。TEM照片表明聚苯胺薄膜整齐的沉积在活性炭表面上,形成了相互关联的多孔网状物,结合XRD图表明聚苯胺/酚醛树脂基活性炭复合材料处于纳米级无序形态,循环伏安法测试和恒电流充放电测试表明聚苯胺/活性炭复合材料电极有着良好的使用稳定性和电极可逆性,复合材料电极的比电容可达到187.5 F/g。     

CoO/石墨烯的制备及电化学性能研究

实验采用简单的水热法制备Co(OH)_2,将Co(OH)_2/氧化石墨烯逐层沉积在铜片上,在水平管式炉中热解得到CoO/石墨烯/Cu杂化电极。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)对材料形貌进行表征,XRD结果表明CoO结构是典型的立方体结构;SEM结果表明,CoO均匀分布在石墨烯表面。将2片电极对扣组成超级电容,使用循环伏安法以及恒流充放电法对其电化学性能进行测试,电化学性能研究结果表明,电容的比容量达到125.2 F/g;循环充放电3 000次后,电容量保持在原始电容量的93%以上,具有良好的电化学稳定性。     

喷雾干燥法制备石墨烯/纳米硅/炭复合材料及其性能研究

以喷雾干燥的方法制备了锂离子电池负极用石墨烯/硅/炭复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法表征不同石墨烯添加量对材料形貌、结构,并其电化学性能进行测试。结果表明,当石墨烯添加量为5%时复合材料的电化学性能最优异,首次充放电效率高达83.2%,在130 mA/g电流密度条件下循环25次后容量仍能保持在676.5 mA·h/g。     

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%。     

Co_3O_4/Ni泡沫复合材料的制备及其在超级电容器的应用研究

通过水热和煅烧两步法在集流体镍泡沫上直接生长Co_3O_4,得到Co_3O_4/Ni泡沫复合材料,并应用于超级电容器的电极材料,研究其结构形貌对电化学性能的影响。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜(SEM)和辰华电化学工作站等对其结构和性能进行了表征。结果表明,在集流体镍泡沫上直接生长形成的多孔结构复合电极材料显示了优异的比电容量(332.5 F/g)和良好的电化学稳定性(500次循环后比电容量保持85%),在高性能电化学存储器件方面具有广泛的应用前景。     

一步电沉积法制备硫化镍/泡沫镍材料及其赝电容性能研究

通过一步电化学沉积法在泡沫镍(Ni foam,NF)集流体上制备了3D硫化镍(Ni₃S₂)材料,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)等对所制备材料的物化结构和形貌进行了表征,并采用循环伏安法(CV)、恒流充放电法(GCD)研究了其作为超级电容器电极的电化学性能。测试结果表明,制备的Ni₃S₂/NF-10材料具有相互连接的3D结构,表现出优异的赝电容性能。在1 A/g电流密度下,比电容高达2850 F/g。将电流密度提高到10 A/g,该材料比电容仍能达到1972 F/g,说明其具有优异的倍率性能。测试结果表明所制备的Ni₃S₂材料有望应用于电化学储能领域。     

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%。     

氧化镍/碳纳米管构筑准固态不对称超级电容器及电化学性能

以Ni(NO₃)₂为原料、NaOH为沉淀剂和羟基化碳纳米管（CNT）为基质首先制备了Ni(OH)₂/CNT复合材料, 然后将其于一定温度下煅烧,使其转变为NiO/CNT复合材料。用X射线粉末衍射仪（XRD）、场发射电子显微镜（FESEM）和透射电子显微镜（TEM）表征了样品的晶相与形貌,结果表明NiO纳米粒子紧密锚附在碳纳米管表面。复合材料可能的形成机理被提出。采用循环伏安法（CV）、单电极充放电和电化学阻抗研究了反应条件对其电化学性能的影响,确定最佳制备条件。将复合材料正极、活性炭负极和PVA-KOH电解质膜组装成准固态不对称超级电容器,电化学性能测试结果表明,在充放电电流密度11.2mA/cm²下,其比电容达到868.0F/g并保持稳定循环3700圈。7500次循环后,其比电容值仍有564.2F/g,显示出高的比电容和长的循环稳定性。     

石墨烯/δ-MnO_2复合材料的制备及其超级电容器性能

采用螯合法制备了RGO/δ-MnO_2复合材料,并用X射线粉末衍射(XRD)、低压氮气吸附脱附(BET)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱(EDS)、热重(TGA)对其结构和物相进行表征。采用循环伏安测试(CV)、恒电流充放电(GCD)以及循环测试对所制材料电化学储能进行测试。结果表明RGO/δ-MnO_2复合材料比纯石墨烯和纯δ-MnO_2具有更优异的电化学性能。当电流密度为1 A·g-1时,RGO/δ-MnO_2复合材料的比电容可达322.6 F·g-1,比纯δ-MnO_2电极材料高234.2 F·g-1,比纯石墨烯高212.1F·g-1。当电流密度放大10倍后,RGO/δ-MnO_2复合材料的比电容保留率为79.1%。在1000次恒流充放电测试后,比电容为252 F·g-1(99.6%),说明该方法制备的RGO/δ-MnO_2复合材料是一种有应用前景的超级电容器电极材料。     

基于锌-MOF衍生自掺杂氮多孔炭在超级电容器中的研究

通过简单的水热法工艺制备锌-MOF并调节炭化温度得到自掺杂氮多孔炭ZBTC-T,通过X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、氮气吸附曲线、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对自掺杂氮多孔ZBTC-T的结构进行了表征，说明了微观结构和宏观性能之间的关系。自掺杂氮多孔炭ZBTC-T结合了金属和炭的优势以及保留锌-MOF中的氮原子从而展现出优异的电化学性能，自掺杂氮多孔炭ZBTC-850具有7.98%的高含氮量和735.42 cm²/g的比表面积，在电流密度为1.0 A/g,具有212.9 F/g的优异比电容，经过5 000次充放电循环中保持其原始值85.04%,突出良好的倍率性能优势并在高性能方面表现出广阔的应用前景。     

两步法原位制备NiO/N-RGO复合材料及其电化学性能

采用两步法制备了氧化镍/掺氮石墨烯(NiO/N-RGO)复合材料,通过X射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、拉曼光谱(Raman)和X射线光电子能谱(XPS)对样品的形貌和结构进行表征。利用循环伏安、电化学交流阻抗和恒电流充放电测试了复合电极材料的电化学性能。结果表明,线状NiO均匀地负载在N-RGO片层上,呈三维网络结构。NiO/N-RGO复合材料呈现出良好的倍率性能和循环稳定性能。     

CoNiO_2/Ti_3C_2T_x复合材料的制备及其电化学性能（英文）

采用共沉淀方法并结合热处理技术制备了CoNi O_2/Ti_3C_2T_x复合材料。使用扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、氮气吸脱附测试、循环伏安法、恒流充放电法和电化学阻抗测试对所制备样品进行表征。结果表明:CoNiO_2/Ti_3C_2T_x质量比为30:1的复合材料具有最佳的电化学性能,在1 A/g的电流密度下具有389 F/g的比电容,约为Ti_3C_2T_x比电容的6倍;当电流密度为20 A/g时,其比电容为309 F/g;在电流密度为10 A/g时,经过1 500次充放电循环后,电容保持率为82%。     

石墨烯/二氧化锰复合材料的电化学性能

通过共沉淀法制备了石墨烯/二氧化锰复合材料,研究了不同质量比的石墨烯与二氧化锰对复合材料结构与性能的影响.通过X射线衍射分析了复合材料的微观结构,用扫描电子显微镜观察复合材料的表面形貌,用恒流充放电、循环伏安及交流阻抗谱研究复合材料的电化学性能.结果表明:制备的复合材料中二氧化锰为α型二氧化锰,其中,当石墨烯质量分数为26.5％的复合材料具有良好的电化学性能,当以6 mol/L的KOH溶液为电解质时,其比电容达到313F·g-1,循环伏安测试表明其电化学可逆性较好.     

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。