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摘要：电化学电容器也称作超级电容器，因具有高功率密度、高能量密度和长使用寿命等特性在许多领域都得到了广泛的应用。为满足现代市场各种多功能的便携式电子器件的需求，发展集超薄性、高储能性、高功率、轻便性及环保性于一体的电化学电容器引起研究者们的极大兴趣。高储能、价廉、环保的电极材料的合成是实现电化学电容器广泛应用的关键之一。本毕业论文以鳞片石墨为原料，采用Hummers法制备氧化石墨烯，并将其与锰源混合反应制备出氧化石墨烯/MnO2复合材料，最后采用不同的还原剂对其进行还原得到石墨烯/MnO2复合材料；同时还对复合材料的超级电容性能进行了研究。19854
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关键词： 鳞片石墨；氧化石墨烯；石墨烯；二氧化锰；超级电容
Preparation of graphene/ metal oxide composites and study on its Supercapacitor properties
Abstract:Electrochemical capacitors, as a new type of energy storage devices have been widely applied in many fields because of their high power density, high energy density and long life characteristics. In order to meet the needs of the modern portable electronic devices, the development of a set of capacitors with ultra-thin, high energy storage, high-power, lightweight, and environmental protection properties has arose great interest in the synthesis of high energy, low cost, environmentally friendly materials as electrode materials for electrochemical capacitors. In this thesis,flake graphite was used as raw material to synthesis graphene oxide with Hummers method,manganese source was used to mix with it to prepare graphene oxide/MnO2 composites at the same time.Finally,graphene/manganese oxide was obtained by different reducing agent,meanwhile,the supercapacitor properties of the composites were also studied.
Key word: flake graphite;graphene oxide; graphene; manganese oxide;supercapacitor
目录
1 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 超级电容器 2
1.2.1 超级电容器简介 2
1.2.2 超级电容器的分类 2
1.2.3 超级电容器的特点 2
1.2.4 超级电容器的应用 2
1.2.5 国内外超级电容器发展现状 4
1.3 石墨烯电极材料 5
1.3.1 石墨烯简介 5
1.3.2石墨烯的制备方法 5
1.3.3 石墨烯的应用 7
1.4 二氧化锰电极材料 7
1.4.1 二氧化锰简介 8
1.4.2 二氧化锰的应用 9
1.5 本文的研究内容 9
2 实验部分 11
2.1 化学原料及实验设备 11
2.2 氧化石墨烯的制备 11
2.3 氧化石墨烯/二氧化锰复合材料的制备 12
2.4 工作电极的制备 13
3 结果与讨论 14
3.1 X射线衍射（XRD）分析 16
3.2 扫描电子显微镜（SEM）分析 17
3.3 透射电子显微镜（TEM）分析 18
3.4 循环伏安（CV）分析 19
3.5 傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析 21
3.6 恒流充放电分析 22
4 结论 24
致谢 26
参考文献 27
1 绪论
1.1 引言
当今世界，社会的高速发展使其对能源的需求量在不断的增加，而传统的不可再生能源随着不断的消耗，已经日益枯竭。另外，传统的化石类能源，例如煤炭，石油，天然气等，在开发利用的过程中带来了严重的环境污染，导致全球性气候的改变。这些问题的产生对全球社会的可持续发展构成了严峻的挑战。因此能源危机已经成为了当今世界的热门话题。科研工作者已经把目光转向了开发新能源，例如太阳能，风能等清洁能源。利用新能源不仅能够解决当前的能源危机，而且能够减少对环境的污染，实现社会的可持续发展。但风能、太阳能等清洁、可再生新能源因受季节、气象和地域条件的严重影响，具有明显的不连续性和不稳定性。因此，开发新型储能装置，将这些可再生能源转化为可稳定输出的能源利用形态，是有效利用可再生能源的关键问题之一。