论文部分内容阅读
随着能量需求持续增长,能源供应的不确定性和全球变暖,迫使人们转向发展可持续能源和能量储存系统,比如太阳能电池,蓄电池,燃料电池和超级电容器。超级电容器是最有发展前景的能量储存设备之一,其在应用中显示出重要的特性例如等效串联电阻,快速充放电,高能量密度,高循环能量和循环寿命。现阶段金属氧化物与石墨烯的复合材料已展开深入的研究,为了进一步提高复合材料的性能,降低材料成本,科研人员逐渐将眼光投入到多金属氧化物材料与石墨烯的复合。镍、钴氧化物均为超级电容器的高性能材料,它们的复合材料拥有高比容量,低电阻且资源丰富、价格低廉。由于石墨烯的高比表面积,其与金属氧化物复合能极大的提升金属氧化物材料的比表面积,所以众多科研人员选择氧化石墨烯与金属氧化物进行复合。采用水热合成法,将氧化石墨烯、CoCl2·6H2O、NiCl2·6H2O和CO(NH2)2反应,合成镍钴氢氧化物与氧化石墨烯(GO)的复合材料,通过高温煅烧等后续处理得NiCo2O4/GO复合材料。当使用10mL GO(0.5mg/mL)、4mmol CoCl2·6H2O、2mmol NiCl2·6H2O和2mmol CO(NH2)2，反应4h后得到最佳样品。经过观察,发现材料形成纳米线形态均一的纳米线列阵,呈现花状结构。在2mol/L KOH中1A/g时比容量达到645.5F/g,较纯NiCo2O4的(387F/g)高出约60%,较单金属氧化物的复合材料均有所提升。采用水热合成法,制备ZnCO2O4/GO和MnCO2O4/GO复合材料,并探讨GO溶液浓度对其电化学性能的影响,考察氧化石墨烯对双金属氧化物复合材料电化学性能的影响。通过实验发现,加入氧化石墨烯后,ZnCO2O4/GO和MnCO2O4/GO复合材料的比容量在1A/g的电流密度下分别提升了207%和121%,这说明氧化石墨烯能大幅度提高材料的电化学性能,同时氧化石墨烯不宜添加过多,否则造成纳米线阵列排列过密影响其电化学性能。