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1991年,发现多壁碳纳米管(MWCNT)后,在世界范围内,迎来继C60之后再一次以碳材料为焦点的研究热潮。一维的碳纳米管(CNT)具有中空结构和大比表面积,其力学性能及导电性能良好,所以它激起了学者们的兴趣。在各个领域的应用前景都甚是广阔。二维的石墨烯(G)质量轻盈,电学性能突出,导热性好,比表面积大,以独特性能吸引了研究者们的目光,且在先进材料与器件中被广泛运用。虽然G和CNT电学和力学性质相似,但两者结构不同也导致两者有许多不同之处。G片层垂直方向上电荷传输和电解质扩散效率低,CNT的曲率半径较小,活性物质在CNT上很难实现高密度负载,很容易形成很多边界阻碍电荷的快速运输。因此它们在储能材料中的应用受到了限制。所以,选择合适的方法弥补两者的缺陷,解决材料的不足,是我们考虑的方向。制备出三维网络结构材料,不但能够提高材料比表面积,同时还能改良其电化学性能,也能用其制备出满足电化学超级电容器(electrochemical supercapacitor,ESC)需求的性能优越的电极。本论文中,以CNT、G和两者复合材料为主要研究对象,制备成ESC电极。测试并分析材料成分,了解其内部孔洞结构,观察微观形貌,表征电化学性能。表征方法包括:X-射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、激光拉曼光谱(laser Raman spectroscopy,Raman)、扫描电子显微镜(scanning electronic microscopy,SEM)、氮气吸脱附分析等;电化学性能的表征方法包括:恒电流充放电测试、循环伏安测试、阻抗分析等。具体研究内容如下:1.先对碳纳米管(CNT)进行羧酸化处理,再采用回流—抽滤方法,制备得到CNT宏观体前驱体。二次生长CNT后制备得到具有网络结构的碳纳米管宏观体(CNTNWS),表征材料的电化学性能,分析实验数据可知,CNTNWS的电化学性能更优,其比容量可达到118F/g,且具有良好的稳定性和循环寿命。2.以泡沫镍为基底,采用气相沉积法(CVD)结合浸渍法,在制备的G表面生长CNT得到宏观体碳纳米管/石墨烯(CNT/G),观察其形貌,将其组装成模拟ESC电极,进行电化学相关性能的测试。分析对比可知,CNT/G有着更优异的电化学性能,比电容达104.44 F/g,且电阻较低,稳定性和循环寿命良好。3.部分氧化剥离CNT得到碳纳米管/氧化石墨烯(CNT/GO),再经过抗坏血酸(L-ascorbic acid,LAA)还原,冻干后得到宏观体——碳纳米管/还原氧化石墨烯(CNT/RGO),并对其进行电化学性能表征。实验数据结果表明,CNT/RGO的电化学性能有着很大的改善,其比电容达到.128F/g,稳定性和循环寿命良好。