不同形貌铁氧化物/石墨烯复合材料的制备及电化学性能研究

发布时间：2024-03-19 00:27

　　本实验以亲水性好、表面易修饰的氧化石墨为复合基底,利用溶胶静电自组装技术,将表面带有正电荷的氢氧化铁胶体通过静电作用力、范德华力和氢键复合到表面带有负电荷的氧化石墨烯(GO)上,形成中间产物Fe(OH)₃/GO。对中间产物进行不同的热处理,得到形貌各异的铁氧化物/石墨烯复合材料,并对它们的电化学性能进行了探究。首先,将GO和Fe(OH)₃胶体复合,在500?C N2保护下煅烧2 h即成功制得六方片状四氧化三铁/石墨烯复合材料(HFGC)。高温煅烧使GO表面的羧酸基团被移除,生成了石墨烯。Fe(OH)₃中部分Fe³⁺被GO上的酚羟基和环氧基还原为Fe²⁺,形成Fe₃O₄。通过透射电子显微镜(TEM)观察其形貌特征,结果显示,不规则六方片状Fe₃O₄纳米颗粒均匀紧密地附着于石墨烯片上,Fe₃O₄与石墨烯复合成功。石墨烯和Fe₃O<...

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【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 超级电容器
        1.2.1 超级电容器的概念
        1.2.2 超级电容器的分类
        1.2.3 超级电容器的现状及发展前景
    1.3 锂离子电池
        1.3.1 锂离子电池的概念
        1.3.2 锂离子电池的分类
        1.3.3 锂离子电池的现状及发展前景
    1.4 石墨烯
        1.4.1 石墨烯的结构
        1.4.2 石墨烯的性质
        1.4.3 石墨烯的制备方法
        1.4.4 石墨烯/过渡金属氧化物复合材料
    1.5 论文研究意义
2 实验技术与方法
    2.1 概述
    2.2 仪器药品
        2.2.1 药品
        2.2.2 仪器
    2.3 材料的表征技术
        2.3.1 Zeta电位分析
        2.3.2 透射电子显微镜
        2.3.3 X射线衍射技术
        2.3.4 傅里叶转换红外光谱
        2.3.5 热重分析
        2.3.6 BET比表面和孔结构分析
        2.3.7 物理磁性分析
        2.3.8 X射线光电子能谱分析
        2.3.9 拉曼光谱分析
    2.4 电化学性能测试
        2.4.1 超级电容器的组装
        2.4.2 锂离子电池的组装
        2.4.3 恒流充放电测试
        2.4.4 循环伏安测试
        2.4.5 交流阻抗测试
    2.5 氧化石墨的制备
3 磁性不规则六方片状四氧化三铁/石墨烯复合材料的制备及超级电容器性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 Fe(OH)₃ 胶体的制备
        3.2.2 HFGC的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 透射电子显微镜分析
        3.3.2 热重分析
        3.3.3 X射线衍射图谱分析
        3.3.4 傅里叶转换红外光谱分析
        3.3.5 拉曼光谱分析
        3.3.6 X射线光电子能谱分析
        3.3.7 磁性分析
        3.3.8 BET比表面和孔结构分析
        3.3.9 超级电容器性能分析
    3.4 小结
4 花瓣状三氧化二铁/石墨烯复合材料的制备及电化学性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 Fe(OH)₃ 胶体的制备
        4.2.2 FFGC的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 透射电子显微镜分析
        4.3.2 热重分析
        4.3.3 BET比表面和孔结构分析
        4.3.4 X射线衍射图谱分析
        4.3.5 傅里叶转换红外光谱分析
        4.3.6 拉曼光谱分析
        4.3.7 X射线光电子能谱分析
        4.3.8 锂离子电池性能分析
        4.3.9 超级电容器性能分析
    4.4 小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
个人简历
硕士期间研究成果



本文编号：3932046