石墨烯氧化镍复合材料的制备与应用

石墨烯/氧化镍复合材料的制备与应用

王锋指导老师：姚亚东Text1Text2Text3Text4Text5石墨烯/氧化镍复合材料的制备与应用Text1Text2Text3Text4Text5Text2Text3Text4Text5石墨烯/氧化镍复合材料的制备与应用选题意义

石墨烯自从被发现就以其独特的性能引起了世界的关注。由于石墨烯是构成其它sp2碳材料的基本结构单元，所以人们正尝试着以此为基点构建纳米和宏观结构。石墨烯/金属氧化物复合材料就是在这样的思想指导下出现的。它兼具了石墨烯和金属氧化物的优点，有望成为未来高效能源装置的电极材料。

石墨烯/氧化镍（GN-NiO）复合材料就是这种复合材料的典型代表。它形成的电容来自双电层电容和法拉第赝电容，因此在储能方面前景广阔。Text2Text3Text4Text5石墨烯/氧化镍复合材料的制备与应用选题意义

目前制备GN-NiO的方法所需条件较为苛刻，如水热法需要高压反应釜且反应时间长（16h），共沉淀法需加碱且需多步反应。

这些方法制备的产品也存在或多或少的缺陷。如共沉淀法制备的产品，其微观结构表征显示，氧化镍颗粒分布不均，发生明显的团聚现象，倍率特性很差。

鉴于以上种种原因，我们提出一种反应条件较为温和、步骤简单的制备方法是十分必要的。Text3Text4Text5石墨烯/氧化镍复合材料的制备与应用选题意义研究现状Zhusynthetize

theRG-O/NiO

bytheprocesswhichinvolveshomogeneouscoprecipitation

ofNiCl2inasuspensionofgrapheneoxide(G-O)plateletsusingureaandsubsequentreductionoftheG-OwithhydrazinebyrefluxingtoyieldRG-OplateletsdecoratedwithNi(OH)2nanoparticles,andfinallyannealingat400◦Cfor3hunderanitrogenatmospherewiththeaimofobtainingNiOparticles.Itcandeliver770F/g

specificcapacitance.Thissynthesismethodpresentsapromisinggeneralrouteforthelarge-scaleproductionofmetaloxideparticles/RG-Oplateletcompositesasenergystoragematerials.Reducedgrapheneoxide–nickeloxidecompositeashighperformanceelectrodematerialsforsupercapacitorsText3Text4Text5石墨烯/氧化镍复合材料的制备与应用选题意义研究现状

孙峰等分别用共沉淀法和均相共生法制备出了GN-NiO复合材料，其研究结果表明用共沉淀法制备的GN-NiO复合材料与石墨烯相比，其中的褶皱已经不明显，但氧化镍分散不均，且发生明显团聚现象。最大比电容为156F/g，倍率性能极差。均相共生法制备的GN-NiO粉体材料超级电容器的比电容是相应石墨烯电容器的2倍以上，且其保持率在88%左右。在1000mA/g的电流密度下能量密度和功率密度分别达到32.8Wh/kg和983W/kg，具有优异的长时间使用能力。Text4Text5石墨烯/氧化镍复合材料的制备与应用选题意义研究现状研究内容1.用共沉淀法制备GN-NiO复合材料2.通过水热法制备GN-NiO复合材料3.通过溶液法制备GN-NiO复合材料4.三种样品分别通过SEM、XPS、XRD、N2吸脱附表征其结构，CV、EIS测试其电化学性能。5.比较三种制备GN-NiO复合材料方法的优缺点。Text5石墨烯/氧化镍复合材料的制备与应用选题意义研究现状研究内容研究思路Step1：氧化还原制备氧化石墨（GO）

1gC1gNaNO3

46ml

H2SO4GO冰浴搅拌6gKMnO435℃1h80ml水95℃1h200ml水、

6mlH2O2洗涤Text5石墨烯/氧化镍复合材料的制备与应用选题意义研究现状研究内容研究思路Step2：共沉淀法制备GN-NiO

Text5石墨烯/氧化镍复合材料的制备与应用选题意义研究现状研究内容研究思路Step3：水热法制备GN-NiO

20mgGO250mg乙酸镍45ml乙二醇GN-NiO超声2uL水合肼

高压反应釜

180℃、16h离心

洗涤Text5石墨烯/氧化镍复合材料的制备与应用选题意义研究现状研究内容研究思路Step4：溶液法（solutionmethod）制备GN-NiO*40mgGO、40mlDMF超声分散

2.49g乙酸镍Ni（CH3COO）2·2H2O

400mlDMFGN-NiO95℃5h洗涤55℃EmissiveZnO–graphenequantumdotsforwhite-light-emittingdiodesText5石墨烯/氧化镍复合材料的制备与应用选题意义研究现状研究内容研究思路Text5石墨烯/氧化镍复合材料的制备与应用选题意义研究