氧化石墨烯/聚苯胺材料的制备及其超电容性能研究

通过乳液聚合制备具有类似金属导电性和超电容功能的氧化石墨烯/聚苯胺(GO-PANI)复合材料,聚合在组成为水,乙醇,二甲苯和十二烷基苯磺酸(DBSA)的乳液中进行。采用红外光谱对材料进行了表征,采用循环伏安法、交流阻抗和恒电流充放电进行了材料电化学性能的测试。结果表明氧化石墨烯/聚苯胺呈现高的超电容性能。在0.5 A/g电流密度下,摩尔比为3∶7材料的比电容高达444 F/g,远远超过了氧化石墨烯的比电容(134 F/g)。在50 mV/s下循环1000次,GO-PANI(3/7)仍呈现出高的比电容,达到412 F/g,仅减少7.2%。相对于纯聚苯胺比电容下降41.7%,复合材料GO-PANI具有优良的稳定性,显著提高复合材料容量保持率和循环寿命。     

一种独特玫瑰花形貌N掺杂的CNTs/MoS2材料的制备及电化学性能探究

用简单的水热反应合成一种形貌独特的玫瑰花状的N-CNTs/MoS2纳米复合材料.通过一系列的表征手段和化学工作站分析该材料的组成和结构并得出其电化学性能.结果表明:该材料作为电极材料时,在电流密度为1 A/g时,比电容为642 F/g;在电流密度为10 A/g时,比电容为280 F/g,且在5000次循环之后比电容仍能保持在85.8％,而MoS2材料在同等条件下仅有56.2％的电容保持率,因此N-CNTs/MoS2纳米复合材料具有优良的电化学性能.     

PANI/MoS_2复合材料的制备及其电化学性能研究

采用原位聚合法制备不同摩尔比的PANI/MoS_2纳米复合材料。通过X射线衍射、红外光谱、透射电镜等手段,对所制备的材料进行了结构和微观形貌的表征,结果表明:所制备的聚苯胺呈现棒状纳米纤维包覆在卷曲的纳米鳞片MoS_2片层上形成了PANI/MoS_2纳米复合材料。通过循环伏安法、恒流充放电等测试手段对材料的电化学性能进行了研究,结果表明:在不同电流密度下PANI∶MoS_2=1∶0.1的二元复合物比电容明显高于纯聚苯胺,在1 A/g时PANI∶MoS_2=1∶0.1的二元复合物的比电容值可达942.5 F/g,相比于同电流密度下的PANI的400.5 F/g的高出一倍。表明适量的MoS_2的掺入有助于提高PANI电极材料的电化学电容特性。     

聚苯胺/壳聚糖超级电容器电极复合材料的制备及表征

采用冷冻干燥后管式炉碳化制备壳聚糖电极材料,经KOH活化法活化后通过氧化还原聚合法制备聚苯胺(PANI)/壳聚糖电极材料,运用循环伏安、交流阻抗、充放电等测试聚苯胺/壳聚糖电极的电化学性能。结果表明,聚苯胺/壳聚糖电极材料表现出良好的电容性能和稳定的电化学性能,比电容129.6 F/g,循环充放电500次,比电容保持率90.8%。     

聚苯胺/壳聚糖超级电容器电极复合材料的制备及表征

采用冷冻干燥后管式炉碳化制备壳聚糖电极材料,经KOH活化法活化后通过氧化还原聚合法制备聚苯胺(PANI)/壳聚糖电极材料,运用循环伏安、交流阻抗、充放电等测试聚苯胺/壳聚糖电极的电化学性能。结果表明,聚苯胺/壳聚糖电极材料表现出良好的电容性能和稳定的电化学性能,比电容129.6 F/g,循环充放电500次,比电容保持率90.8%。     

碳纳米管@聚苯胺/二硫化钼复合材料的制备及其电化学性能研究

采用原位聚合法及水热法两步制备碳纳米管@聚苯胺/二硫化钼(C-P-M)和碳纳米管/二硫化钼@聚苯胺(C-M-P)2种复合物。通过改变材料的复合顺序以及钼源的种类来调控复合材料的形貌结构，探究其对电化学性能影响的根本原因，从而达到优化复合材料性能的目的。电化学测试结果表明，C-P-M的电化学储能性能优于C-M-P,并且以(NH₄)₂MoS₄为Mo源合成的三元复合物(C-P-M-2)的性能要优于以Na₂MoO₄·2H₂O为Mo源合成的三元复合物(C-P-M-1)。在电流密度为1 A/g时，C-P-M-2的比电容达到563.7 F/g;在电流密度为10 A/g下经过1 000圈循环稳定性测试，其比电容仍保留为原来的83%。     

微孔炭/聚苯胺纳米线复合材料的制备及其电化学电容性能

纳米线型导电聚合物是一种具有良好应用前景的超级电容器电极材料,该文用简易的原位化学氧化法制备了微孔炭/聚苯胺纳米线(MC/PANI)复合材料,并以此复合材料为活性物质制备工作电极,在1 mol/L H2SO4中,通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电技术考察了其电化学电容性能,结果表明,在0.2 A/g的电流密度下,MC/PANI电极首次充放电比电容可达到329 F/g,高于PANI电极的259 F/g,且MC/PANI电极电荷传递电阻(Rct)小于MC和PANI,可见纳米线型PANI可加强电极材料的电化学性能。     

微孔碳/聚苯胺纳米线复合材料的制备及其电化学电

：纳米线型导电聚合物是一种具有良好应用前景的电容器电极材料,本论文中,用简易的原位化学氧化法制备了微孔碳/聚苯胺纳米线(MC/PANI)复合材料,并以此复合材料为活性物质制备工作电极,在1 mol/L H2SO4中,通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电技术研究了其电化学电容性能,研究结果表明：在0.2 A/g的电流密度下,MC/PANI电极首次充放电比电容可达到329 F/g, 高于PANI电极的259 F/g,且MC/PANI电极电荷传递电阻（Rct）小于MC和PANI,可见纳米线型PANI可加强电极材料的电化学性能。     

电化学法制备的聚苯胺/石墨烯复合材料的微结构及性能研究

采用电化学方法制备出聚苯胺/石墨烯复合材料,并通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对氧化石墨烯、聚苯胺和聚苯胺/石墨烯复合材料的结构进行表征。结果表明,聚苯胺纳米颗粒均匀分布在石墨烯片层间。聚苯胺/石墨烯复合材料的比电容最大为238 F/g。循环1 000次以后,聚苯胺的电容衰减24. 5%,而复合材料的电容衰减15%。与聚苯胺相比,聚苯胺/石墨烯复合材料的电容量高、循环稳定性好,电导率从5 S/cm提高到10 S/cm。     

水热组装合成石墨烯/聚苯胺/石墨烯复合电极材料的研究

通过在氧化石墨烯表面原位聚合苯胺制备聚苯胺阵列/石墨烯复合物,再将一定量的石墨烯加入到复合物分散液中,经水热反应制备了石墨烯/聚苯胺/石墨烯复合材料。利用SEM和FT-IR对其形貌和结构进行了表征,讨论了投料比、水热温度及水热时间对材料电化学性能的影响。结果表明,质量比PGO∶GO(后加的)=15∶1,180℃下水热反应4h,所得样品用作超级电容器电极时,表现出优异的电化学性能,当电流密度为1A/g时,其比电容为553F/g;且在电流密度为20A/g,1000次恒电流充放电后,其比电容保持率高达94.2%。     

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。     

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。     

制备方法对尖晶石Li4Ti5O12负极材料的性质影响

采用高温固相法、热聚合法和改良溶胶-凝胶法制备锂离子电池负极材料Li4Ti5O12。通过X-射线衍射、扫描电镜、恒电流充放电及电化学阻抗等技术和手段表征合成产物的结构、形貌及电化学性能。结果表明：溶胶-凝胶法合成的粉末为纯相Li4Ti5O12,而高温固相法和聚合法合成的Li4Ti5O12则存在TiO2杂相。高温固相法合成的Li4Ti5O12粉末晶粒最大,溶胶-凝胶法合成的粉末晶粒最小,分布最为均匀,晶粒尺寸约为80nm。高温固相法、热聚合法和溶胶-凝胶法制备的Li4Ti5O12粉末首次放电容量分别为161.6mAh/g、165.9mAh/g和171.5mAh/g,循环25次后的容量保持率分别为84.7%、87.7%和94.3%,溶胶-凝胶法合成的Li4Ti5O12粉末电化学性能最好。     

尖晶石锰酸锂纳米粒子的制备及其电化学性能研究

采用一种溶胶凝胶法制备尖晶石锰酸锂纳米粒子并对其恒电流充放电和交流阻抗特性进行了研究。结果表明,所制备的锰酸锂材料首次放电容量达到133 mAg/g,但经过5次充放电循环后容量的衰减率超过10％。容量衰减比较快的原因可能是由于所制备的纳米尖晶石锰酸锂材料表面积大,其与电解液的反应也比较快。     

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%。     

GO-PTAm:一种高性能锂离子电池正极材料

通过原子转移自由基聚合法（ATRP法）制备了聚（4-丙烯酰胺基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基）-氧化石墨烯（PTAm-GO）复合材料。采用红外、拉曼、X射线衍射、热重、电子顺磁共振等手段对复合材料进行了表征，将活性材料作为正极组装成扣式电池，测量扣式电池的循环伏安图、电化学阻抗谱和充放电循环容量。结果表明，PTAm-GO电极可以发生可逆的氧化还原反应，且具有比PTAm更低的电化学阻抗和高出约两倍的充放电容量，经过300次充放电循环后，电极比容量保持在138 mAh/g，容量保持率为96.5 %。这对有机电池的发展，特别是对氮氧化物自由基聚合物电极材料的研究具有重要的参考价值。     

Enhanced capacitive deionization of graphene/mesoporous carbon composites

Capacitive deionization (CDI) with low-energy consumption and no secondary waste is emerging as a novel desalination technology. Graphene/mesoporous carbon (GE/MC) composites have been prepared via a direct triblock-copolymer-templating method and used as CDI electrodes for the first time. The influences of GE content on the textural properties and electrochemical performance were studied. The transmission electron microscopy and nitrogen adsorption-desorption analysis indicate that mesoporous structures are well retained and the composites display improved specific surface area and pore size distribution, as well as pore volume. Well dispersed GE nanosheets are deduced to be beneficial for enhanced electrical conductivity. The electrochemical performance of electrodes in an NaCl aqueous solution was characterized by cyclic voltammetry, galvanostatic charge-discharge and electrochemical impedance spectroscopy measurements. The composite electrodes perform better on the capacitance values, conductive behaviour, rate performance and cyclic stability. The desalination capacity of the electrodes was evaluated by a batch mode electrosorptive experiment and the amount of adsorbed ions can reach 731 μg g(-1) for the GE/MC composite electrode with a GE content of 5 wt%, which is much higher than that of MC alone (590 μg g(-1)). The enhanced CDI performance of the composite electrodes can be attributed to the better conductive behaviour and higher specific surface area.     

Li4Ti5O12@C复合材料的制备及其性质研究

本文以葡萄糖为碳源,采用原位复合法制备锂离子电池复合负极材料Li4Ti5O12@C,同时探讨了不同碳包覆量对Li4Ti5O12的影响。通过X-射线衍射和扫描电子显微镜对合成出的材料结构及表面形貌进行表征,采用恒电流充放电和电化学阻抗等技术对其进行电化学性能测试。结果表明：碳包覆量为3 %的Li4Ti5O12颗粒均匀且电化学性能最好。在0.5 C下,首次放电比容量为185.9 mAh/g,循环50次后,其放电比容量仍为161.5 mAh/g。在2.0 C下,首次放电比容量为99.9 mAh/g,材料表现出优良的电化学性能。