MnO2/石墨烯复合材料的制备及其电化学性能研究

我们以KMnO₄和石墨烯为原料,通过微波法、水热法和乙醇还原法制备了MnO₂/石墨烯复合材料,利用高分辨扫描电子显微镜（SEM）对样品的微观形貌进行了表征分析,并将所得复合材料制备成电极片,组装成超级电容器,采用恒电流充放电（GCD）、循环伏安（CV）、交流阻抗（EIS）在两电极体系下对电极材料进行电化学性能测试。实验结果表明,乙醇还原法所制得复合材料的微观形貌最好,其质量比电容最大可达180.54 F/g。     

石墨烯基电催化剂的合成与燃料电池性能研究

为了满足人们对绿色能源的迫切需求,生物乙醇及其清洁能源转换设备,如直接醇类燃料电池(DAFCs)吸引了越来越多人的关注,尤其是在设计和开发有效的阳极催化材料方面。采用溶剂热和紫外光还原法制备了石墨烯/二氧化钛/铂(RGO/TiO2/Pt)复合电催化材料。产物的形貌和结构分别采用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等手段进行表征。形貌和结构分析结果表明,氧化石墨烯已被还原成石墨烯,铂纳米粒子均匀分散在石墨烯/二氧化钛界面。进一步研究了这种复合物的电催化性能;循环伏安等电化学研究表明:与铂和石墨烯/铂相比,石墨烯/二氧化钛/铂复合材料具有更高的催化活性和稳定性,有望成为新型高效的直接醇类燃料电池(DAFCs)的电催化材料。     

石墨烯/酞菁钴复合材料对亚硝酸根的催化性能

研究石墨烯/酞菁钴复合材料的制备方法及电催化性能,采用微波合成法,以石墨烯(GR)、氯化钴和邻苯二腈为原料,原位合成了石墨烯/酞菁钴(GR/CoPc)复合材料. 通过紫外-可见光谱(UV-vis)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼(Raman)光谱、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)对其结构、微观形貌进行表征,酞菁钴呈棒状均匀分布于石墨烯的片层表面. 制备了GR/CoPc/GCE修饰电极并研究了亚硝酸根在修饰电极上的电化学行为及其作用机理. GR/CoPc/GCE修饰电极对NO₂-的电催化性能较单独的CoPc和GR修饰电极相比明显提高. 在实验条件下,亚硝酸根在GR/CoPc/GCE修饰电极上的响应电流与其浓度在1.67～644.27μmol/L的范围内呈良好的线性关系,检测限可达0.6μmol/L. 该修饰电极对亚硝酸根的检测有良好的稳定性、抗干扰性及重现性.      

三维石墨烯/氢氧化镍纳米复合材料的制备及电容性能研究

利用电化学沉积法制备三维石墨烯/氢氧化镍纳米Ni(OH)2/3DGR复合材料,通过扫描电镜对样品进行微观形貌表征;在1.0 mo L/L KOH溶液中利用循环伏安和恒电流充放电等方法对纳米复合材料修饰电极进行电化学性能测试.在2 m A/cm2的电流密度下Ni(OH)2/3DGR的比电容达到43.70 m F/cm2;1000次循环充放电测试表明该复合材料具有较长的使用寿命和稳定性,比电容保持率达到79.3%.因此三维石墨烯/纳米氢氧化镍复合材料可以做为一种很好的超级电容器材料.     

自支撑GN/MnO2复合材料的制备及其 电容性能研究

本文通过水热辅助真空冻干法制备得到了可以自支撑的石墨烯/二氧化锰(GN/MnO_2)复合材料,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对复合材料结构与形貌进行表征,并以复合材料为工作电极,组装成对称电容器,探究反应物质量比与电解液对材料电化学性能的影响,结果表明:在KOH电解液中,复合材料的比电容最大;当反应物质量比为1∶4时,该复合材料比电容可以达到224F/g(电流密度为1A/g).     

轻度剥离二硫化钼／石墨烯复合材料的制备及其电化学储锂性能

为了增强MoS2的电化学储锂性能,将轻度剥离的商业MoS2与氧化石墨烯悬浮液混合,用液相还原法制备了轻度剥离MoS2／石墨烯复合材料,并对其微观结构和形貌进行了表征。结果表明轻度剥离MoS2的层数明显减少,其表面产生了许多裂纹,复合材料中轻度剥离的MoS2与石墨烯能较好地复合在一起。电化学测试表明与商业化MoS2比,轻度剥离MoSe／石墨烯复合材料具有更高的电化学储锂容量（1022mAh／g）,更好的循环稳定性能和显著增强的充放电倍率性能。电化学阻抗测试表明石墨烯显著降低了电极反应过程中的电子转移电阻。电化学储锂性能的增强主要是由于轻度剥离MoS2层数的明显减少及其表面的许多裂纹,以及轻度剥离MoS2与石墨烯之间的相互协同作用。电化学阻抗测试证明了石墨烯显著增强了复合电极材料的导电性能和电化学贮锂过程中电子传递能力。     

氧化石墨烯制备及其结构表征

本文以不同类型的石墨为原料,采用密闭氧化法制备了氧化石墨,并通过超声剥离得到氧化石墨烯,利用氨肼还原法将氧化石墨烯还原得到石墨烯。讨论了不同类型石墨原料对所制备氧化石墨烯微观形貌的影响,并且利用高分辨率扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对所制备的氧化石墨烯和石墨烯进行了结构表征,结果表明,在以不同类型石墨为原料所制备的氧化石墨烯中,50目天然鳞片制备的氧化石墨烯的微观形貌最好,呈波浪褶皱状。     

石墨烯/纳米纤维素/亚甲基蓝修饰电极的电化学行为研究

采用电化学还原法在玻碳电极上直接制备了石墨烯/亚甲基蓝(GR/MB)﹑石墨烯/纳米纤维素(GR/NCC)﹑石墨烯/纳米纤维素/亚甲基蓝(GR/NCC/MB)修饰电极,研究了不同修饰电极的循环伏安行为.研究表明:相比GR/MB电极,GR/NCC/MB修饰电极对亚甲基蓝的电化学活性要高,氧化还原峰电流值可达4~5倍.其扫速的平方根与峰电流成线性关系.当石墨烯与纳米纤维素的质量比达到1.00∶4.60到1.00∶5.75时电化学活性最高.纳米纤维素和电化学还原的石墨烯通过协同作用增加亚甲基蓝的吸附能力,从而使GR/NCC/MB修饰电极表现出优异的电化学性能.     

氧化石墨烯/聚吡咯复合材料修饰阳极的制备及在MFC中的应用

通过恒电流法电沉积分别制备了氧化石墨烯/聚吡咯(GO/PPy)复合材料修饰碳毡(CF)阳极和还原氧化石墨烯/聚吡咯(r GO/PPy)复合材料修饰碳毡阳极.通过循环伏安法和交流阻抗法对电极特性进行考察.将其分别应用到微生物燃料电池中,对其产电性能进行研究.结果表明,相比r GO/PPy-CF电极,氧化石墨烯以掺杂方式加入到聚吡咯中,一步电聚合制备的GO/PPy-CF电极,其电极性能更为优异,且作为MFC阳极时,对电池的产电性能提升更大.该电极制备方法简单,无需使用强还原剂,是一种有效环保的MFC阳极制备方法.     

化学法制备石墨烯对环氧树脂导电性能的影响

通过化学氧化热解膨胀还原法制备了石墨烯,并对石墨烯的化学结构及微观形貌进行表征.将自制的石墨烯以及商业级的碳纳米管、富勒烯、石墨分别作为纳米导电填料加入到环氧树脂中,考察不同碳纳米材料对环氧树脂导电性能的影响.结果表明:所制备的石墨烯是不同于氧化石墨烯和热解膨胀石墨薄层的单层或少数层的二维材料;当石墨烯体积分数为0.25%时,复合材料的电导率发生渗流突变,而当体积分数增大到0.50%时,其电导率为2.02×10-7 S·m-1,导电性能得到显著增强.