石墨烯的制备及其电化学性能

以石墨为原料,采用改进的Hummers方法制备氧化石墨,在水中经超声分散得到氧化石墨烯水溶胶,经硼氢化钠还原得到石墨烯聚集物。采用扫描电镜、原子力显微镜、激光粒度分析仪、BET氮气吸附仪对样品的形态、粒度分布和比表面积进行了表征。采用恒流充放电和循环伏安法研究了样品的充放电性能。结果表明,氧化石墨在水溶液中可以剥离成单片层结构,石墨烯聚集物比表面积为358m2/g,在10mA恒流下充放电,比电容为138.6F/g,充放电容量效率为98%。以5～50mV/s扫描速率进行循环伏安测试,石墨烯电极表现出良好的双电层电容器性能。     

不同方法制备石墨类复合材料及其电化学性能

以氧化石墨烯(GO)、石墨相氮化碳(g-C_3N_4)为前驱体,分别采用水热法、微波法、煅烧法制备石墨烯(RGO)/g-C_3N_4复合材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)和热重(TG)等测试手段表征材料的表面微观结构和还原程度,采用循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)及电化学交流阻抗(EIS)测试复合材料的电化学性能。结果表明:以煅烧法制备的复合材料,结晶度较高,孔结构分布均匀,复合材料循环稳定性较好,当电流密度为0.2 A/g时,电极材料的比电容为724.53 F/g,显现出良好的电化学性能。     

层状MoO_2/石墨烯复合材料制备及其电化学性能

以氧化石墨、钼酸铵、硝酸、蒸馏水等作为反应物,经过水热反应得到石墨烯含量不同的Mo O2/石墨烯复合材料。透射电子显微镜法(TEM)表征显示,Mo O2在石墨烯表面上均匀分散,负载了Mo O2的石墨烯又进行了层层堆积。电化学性能测试显示,电极材料GP-11(石墨烯含量为11 mg)性能最佳,其在电流密度为0.1 A/g充放电时,首次可逆比容量为1 089.7 m Ah/g,经过100次的循环后比容量保持在733.4 m Ah/g,而纯Mo O2首次可逆比容量为934.9 m Ah/g,100次循环后比容量降至156.4 m Ah/g,表明石墨烯的加入大大提高了材料的容量和稳定性。     

MoS2/石墨烯基复合材料的制备及其电化学性能

以氧化石墨烯、钼酸钠、硫代乙酰胺和葡萄糖为原料,通过水热法原位合成MoS_2/石墨烯基复合材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等一系列的表征测试手段研究了MoS_2/石墨烯基复合材料的形貌及材料结构特性。通过对组装的MoS_2//Li半电池进行循环伏安测试和充放电测试,研究了MoS_2/石墨烯基复合材料的电化学性能。半电池测试结果显示,MoS_2/石墨烯基复合材料第一次放电比容量和第一次充电比容量分别可达863和717 mAh/g,在经过200次循环以后,其比容量仍可达到432 mAh/g。     

两步法制备多孔石墨烯的电化学性能

通过两步法,以氧化石墨烯(GO)为前驱体,先采用抗坏血酸(VC)、KMn O4和Na2CO3为还原剂,水热反应还原氧化石墨烯,再分别利用化学刻蚀法和硝酸超声波法,制备多孔石墨烯。通过XRD、SEM、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)和热重(TG)等测试分析材料的表面微观结构和还原程度;采用循环伏安(CV)、恒流充放电及电化学阻抗谱(EIS)测试材料的电化学性能。以VC为还原剂,制得还原程度较好且孔结构明显的石墨烯,用硝酸超声波处理后的石墨烯孔径小而且均匀,以1 A/g的电流在0~0.56 V循环,电极材料的比电容为87.50 F/g。     

石墨烯/Bi2O3的制备及其电化学性能

采用溶剂热法制备了不同质量比的石墨烯/Bi_2O_3复合材料。经X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)等表征了产物的组成、结构和形貌;通过循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗对复合材料的电化学性能进行了研究。结果表明:所合成石墨烯/Bi_2O_3复合材料分散均匀,电化学性能优异,内阻较小。当氧化石墨与Bi_2O_3质量比为1∶1时,电化学性能最佳;在1 A/g电流密度下,比电容达到了753 F/g;10 A/g电流密度下,电容保持率高达87%,具有良好的倍率性;在2 A/g电流密度下经1 000次充放电循环,比电容保持率为71%。     

热还原制备的石墨烯材料的电容性能

用改进的Hummers法,通过热还原快速制备石墨烯电极材料。用XRD、FT-IR、SEM和比表面积测试分析样品的物相组成和微观形貌;用恒流充放电、循环伏安和电化学阻抗谱(EIS)技术研究样品的双电层电容性能。样品具有纳米片层结构,以200 mA/g和300 mA/g的电流在0.1~2.7 V充放电,放电比电容分别为124.56 F/g和103.54 F/g;以5~100 mV/s的扫描速率进行循环伏安测试,石墨烯电极表现出良好的双电层电容性能。     

不同还原剂制备石墨烯及其表征

采用Hummers法制备氧化石墨(GO),再分别以柠檬酸钠、水合肼和硼氢化钠还原处理氧化石墨,得到石墨烯(RGO)。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FES EM)和原子力显微镜(AFM)等测试方法对氧化石墨和石墨烯微观结构和形貌进行了对比分析。研究结果表明:经冷冻干燥处理可以得到氧化程度更高的GO,采用环境友好型还原剂柠檬酸钠,成功实现了温和条件下氧化石墨的控制还原,制备了高质量的石墨烯材料。     

石墨烯电化学储锂性能研究

通过简单热膨胀法制备得到石墨烯。采用X射线衍射光谱法(XRD),高分辨电子显微镜(HRTEM),拉曼光谱分析法研究了石墨烯的微观形貌、结构特性。作为锂离子负极材料,石墨烯具有高的比容量,在100 m A/g的电流密度下,其放电比容量达到1 029.4 m Ah/g。在500 m A/g电流密度下,70次充放电循环后,其比容量可以达到900 m Ah/g,表明石墨烯是理想的锂离子电池负极材料。     

不同形貌炭微球的制备及其电化学性能

以2,4-二羟基苯甲酸与甲醛为反应物,F108为表面活性剂,L-赖氨酸为催化剂进行反应,再经碳化、水洗等过程制备了一系列炭微球。透射电子显微镜法(TEM)表明碳化后形成实心炭微球,通过控制水洗温度和水洗时间分别得到中心网格状炭微球和中空炭微球。恒电流充放电测试表明实心微球、中心网格状微球与反应时间分别为36、72 h时所合成的空心微球可逆比容量分别是450、865、559、和576 mAh/g,经过50次循环后可逆比容量分别为299、492、384和339mAh/g。首次和50次循环后可逆容量的大小按微球的形貌排列均是中心网格状炭微球空心炭微球实心炭微球,说明炭微球形貌对材料电化学性能有重要影响,且中心网格状微球性能最佳,比容量均超过石墨理论比容量372 mAh/g。     

一种用氢气还原制备石墨烯的方法

石墨烯是由sp2杂化的碳原子所键合而成的具有六边形蜂窝状晶格结构的二维原子晶体,其在电学、力学和光学等一系列优良性能,使得它在各个领域的应用一直被人们所关注。然而,高质量石墨烯的制备仍然面临着巨大的挑战。采用氢气还原的方法制备石墨烯,拉曼光谱和高分辨率扫描电镜的测试结果表明,所制备的石墨烯质量高、缺陷少,具备工业化的可能。     

水热法制备还原氧化石墨烯-硫复合材料的性能

以湿法制备的硫溶胶和氧化石墨烯为前驱体,采用水热法还原不同酸碱体系的氧化石墨烯,制备石墨烯-硫复合材料。通过XRD和场发射扫描电子显微镜(FESEM)等对产物进行分析。石墨烯以薄膜状包覆在硫颗粒表面。恒流充放电、交流阻抗和循环伏安测试结果表明:180℃、酸性条件下水热12 h制备的复合材料电化学性能较好,以0.2 m A/cm2的电流密度在1.5~3.0 V充放电,首次放电比容量为803.72 m Ah/g,循环20次衰减至592.40 m Ah/g,容量保持率为73.71%。     

电化学还原法制备石墨烯膜电极

采用电化学还原法成功将氧化石墨烯还原,得到具有一定柔性的石墨烯膜。利用扫描电子显微镜法(SEM)、透射电子显微镜法(TEM)、拉曼光谱、X射线光电子光谱法(XPS)等测试手段对石墨烯材料的结构和形貌进行了表征;结果表明,所制备的石墨烯形貌较好、表面平整、无褶皱;通过测试其电化学性能对其还原电位、膜层厚度等制备条件进行了优化;当伏安循环电压范围为-2.0~2.0 V、膜厚度为1μm时,得到的石墨烯膜电化学性能优异,电流密度为0.1 A/g时,比电容可以达到123.8 F/g。     

抗坏血酸还原氧化石墨烯制备硫-石墨烯复合物

利用环境友好的抗坏血酸常温下通过还原氧化石墨烯制备得硫-石墨烯复合材料,用于锂硫电池正极材料。用XRD、FES EM和电化学测试对复合材料进行结构、形貌和电化学性能分析。结果表明:抗坏血酸成功地还原出石墨烯。将不同抗坏血酸用量制备的复合物装配成扣式电池,当氧化石墨烯(GO)与抗坏血酸的质量比为1∶10时,性能较好,在0.2 mA/cm2电流密度下,1.5~3 V区间充放电,首次放电比容量为1 250.19 mAh/g,循环20次保持在1 216.76mAh/g,容量保持率为97.33%。     

Co_3O_4/N掺杂三维石墨烯的制备及其电化学性能

通过简单易行的水热法,将Co_3O_4与N掺杂三维石墨烯进行复合,分别在70、80、90、100、110℃下水热反应12h制得样品。X射线衍射和傅里叶变换红外光谱(FTIR)测试表明,制得的样品为Co_3O_4与N掺杂三维石墨烯的复合材料,无其他杂质。电化学测试结果表明,在80℃下反应12 h制备的材料电化学性能最好,在电流密度为1 A/g时的比电容值为189.97 F/g,电流增大到10 A/g时,电容量保持率为76%,具有很好的倍率性能,经过500次充放电测试后,电容量保持率仍高达97.5%,且各材料内阻均小于1Ω。     

掺铝氧化锌/还原石墨烯复合材料的制备及性能

用溶胶-凝胶法制备掺铝氧化锌(AZO)/还原石墨烯(rGO)复合材料.通过XRD、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、Raman光谱和能量散射X射线能谱(EDS)等技术,对产物的结构和形貌进行分析.铝掺入了氧化锌的晶格,颗粒状的氧化锌颗粒(60～ 150 nm)均匀分布在rGO纳米片上.以100 mA/g的电流在0.01～3.00 V充放电,使用10 ml氧化石墨分散液和2ml硝酸铝溶液制得的AZO/rGO复合材料的首次放电比容量为836.6 mAh/g,第30次循环的比容量为462.8 mAh/g.     

不同氧化剂制备的聚苯胺电化学性能研究

以二氧化锰、过硫酸铵作为氧化剂,采用化学原位聚合法在室温下制备得到聚苯胺,并采用扫描电子显微镜(SEM),傅里叶变换红外光谱(FTIR)以及X-射线衍射(XRD)对其结构和形貌进行了表征.用循环伏安法、电化学阻抗和恒电流充放电技术测试了以其作为电极的超级电容器的电化学性能.结果表明,以二氧化锰为氧化剂制备的聚苯胺(简称为M-PANI)在电流密度为5 mA/cm2下的单电极比电容达260 F/g,300次循环后比电容仍有204 F/g,比以过硫酸铵作为氧化剂制备的聚苯胺(简称为N-PANI)具有更好的循环性能和更高的比容量.     

CoSb合金的制备及其电化学性能

以柠檬酸钠为络合剂、NaBH4为还原剂,将Co(Ⅱ)和Sb(Ⅲ)盐在水溶液中共还原后再经过190℃热处理制得CoSb合金.X射线衍射和扫描电镜的测试结果表明:所得合金六方晶系,颗粒大小在100～200 nm之间.对比考察了该合金在0～1.5 Ⅴ之间分别以0.2 mA/cm2和0.4 mA/cm2的电流密度恒流充放电的电化学性能.测试结果表明,该合金在0.2 mA/cm2进行恒流充放电具有良好的电化学性能,20次循环后的稳定比容量为268 mAh/g.     

掺杂活性炭的制备及其电化学性能

利用聚苯胺(PANI)为原料,经炭化、水蒸气活化制备了一种氮氧原子掺杂的活性炭。利用扫描电子显微镜(SEM)观察材料的表面形貌;通过X射线光电子能谱(XPS)和Brunauer-Emmett-Teller法(BET)研究材料的表面化学状态和比表面积;采用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等测试手段表征其电化学性能。研究表明:经活化后、氮氧原子的含量增加、材料获得了良好的电化学性能。比电容达到220 F/g,并且在5 A/g的电流密度下循环10 000次后,容量几乎没有衰减,表明该材料具有良好的循环稳定性,是一种具有应用前景的超级电容器材料。     

Sn-Co-C-GNS复合材料的制备及其电化学性能

主要是用乙酸钴和四氯化锡分散在石墨烯乙醇溶液中,先进行液相聚合,然后在高温下还原,得到锡-钴-碳-石墨烯复合材料。在锡钴比例一定,当石墨烯含量为0.55 g时,制备的复合材料具有较好的电化学性能,透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)图像表明金属合金均匀分布,颗粒大小在10 nm左右,且首次充电比容量为837.2 m Ah/g,经过80次循环之后比容量还能保持在796.6 m Ah/g,容量的保持率能达到90%以上。