3D-rGO负载MnO2复合材料的水热合成及其电化学性能

来源 :内蒙古科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhanghai_007
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近年来,超级电容器作为电能存储器件,凭借自身优良的性能,受到学术界的广泛关注。电极材料的性能是决定超级电容器性能好坏的关键。其中,关于石墨烯和二氧化锰的研究极其活跃,而三维石墨烯以其突出的电子传递性能,大的比表面积和三维交联的多孔结构成为最近的热点。本文设计了两种不同的水热法,制备三维还原氧化石墨烯/二氧化锰(3D-rGO/MnO2)复合材料和无粘结剂、无支撑电极。对复合电极材料,采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱(FTIR)、差热分析(TG)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等测试手段表征了材料结构,以及循环伏安、交流阻抗、恒流充放电和循环稳定性等测试了电化学性能。论文的主要结果如下:两步水热法:首先利用VC还原氧化石墨烯,获得3D-rGO,之后与KMnO4在室温下反应制备3D-rGO/MnO2复合材料。通过改变反应时间,控制MnO2%的负载量。结果表明,在1A/g电流密度下,所得3D-rGO/M复合电极的比电容可达308F/g,远高于3D还原石墨烯,经过500次循环后,保持率达到90.2%。一步水热法:利用GO和Mn2+,在135℃一步水热合成3D-rGO/MnO2复合材料。通过改变GO与Mn2+的配比,控制MnO2%的负载量。结果表明,在1A/g电流密度的情况下,所得3D-rGO/M复合电极的比电容可达406F/g,经过1000次循环,电容保持率达到92%。
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