石墨烯/碳纳米管复合材料的制备及其电化学电容性能

以石墨(G)和碳纳米管(MWCNTs)为原料,通过共同化学氧化-热还原的简便途径,制备了石墨烯/碳纳米管复合材料(RGO/RCNTO)。为便于比较,采用同样方法分别获得了热还原后的石墨烯(RGO)和碳纳米管(RCNTO)。用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)对材料进行结构和形貌表征。研究发现:由于氧化石墨(GO)和氧化碳纳米管(CNTO)存在一定的含氧官能团,形成均匀的氧化石墨/氧化碳纳米管复合物(GO/CNTO)。紧接着的热解过程又使得GO层因层间产生的气体膨胀而剥离,RCNTO随之进入层间,还原后石墨烯由于π—π作用吸引,重新堆积并将RCNTO裹在层间形成了三明治结构的RGO/RCNTO。复合材料在电流密度1 A·g~(-1)时的比电容为422.4 F·g~(-1),经过5 000次恒流充放电比电容仍保持在90%以上。良好的电容特性如高比容量和稳定的循环性能归因于该复合材料中RGO和RCNTO有效的协同作用。