石墨烯复合材料的设计合成及其在超级电容器中的应用物理化学专业论文.docxVIP

硕士 硕士学位论文 目 录 2011 年5 月 5.1 引言.................................................................................................................67 5.2 实验部分.........................................................................................................68 5.2.1 实验原料与仪器...................................................................................68 5.2.2 叔丁基对苯二酚修饰的石墨烯纳米片的合成..................................68 5.2.3 材料表征..............................................................................................68 5.3 结果与讨论.....................................................................................................69 5.3.1 结构表征...............................................................................................69 5.3.2 电化学表征...........................................................................................71 5.4 本章小结.........................................................................................................75 参考文献...............................................................................................................76 硕士期间发表论文目录..............................................................................................78 致 谢........................................................................................................................80 西北师范大学 III 化学化工学院 硕士学位 硕士学位论文 摘 要 2011年5 月 摘 要 超级电容器作为一种新型储能装置，以其超高比功率和良好循环寿命著称， 但较低的比能量一直是制约其应用的瓶颈。然而，在2004 年，革命性材料石墨 烯的问世为其开辟了一条新的发展通道，未来基于石墨烯材料的超级电容器不仅 能量密度足够高而且能够在几分钟甚至几秒钟的时间内完成充电。这就意味着， 超级电容器将有可能替代镍氢电池，成为独当一面的混合动力车用储能装置。可 是，在探索石墨烯作为储能材料被应用于超级电容器中时 (鉴于其超高的比表面 积和良好的电导率)，遇到了棘手问题，即单层石墨烯在形成宏观聚集体过程中， 石墨烯片层之间由于范德华力的作用常常会团聚或重新堆垛，使得有效双电层面 积减少，不利于电解液的扩散，进而导致其电容性能难以彰显。因此，研究人员 试 图把一些 过渡金属氧 化物或氢 氧化物甚 至有机氧化 还原对结 构引入到 石墨烯 体系，在适当降低团聚进而增加双电层电容的同时，又给体系引入赝电容，从而 显著地改善了材料的电容行为。不过，从目前文献报道的石墨烯复合材料来看， 其电容性能并不十分突出，甚至不及单组分体系下的电容行为。所以，如何寻求 有效的策略来制备电容性能超群、结构完美的石墨烯复合材料仍然是