仿生石墨烯复合材料的制备及其电化学性能

石墨烯作为一种理想的新型二维纳米材料,有着独特的理化性能和广泛应用价值,但成本高、产率低、分散性较差是制约其推广应用的关键.为了解决这一问题,现以北方杨树叶为原料,以KMnO4和H2SO4为氧化剂,水热氧化裂化直接得到MnO2仿生石墨烯复合材料(MnO2@BGO).通过XPS、SEM、TEM、XRD等测试手段对材料组成及微观结构进行表征.从SEM、TEM及氮气吸附脱附分析可以看出,通过氧化碳化直接得到的MnO2@BGO复合材料,MnO2分布均匀,比表面积达605 m2/g.此复合材料与未经氧化剂浸渍得到碳材料(BGO)相比,更多的保留了叶片原有的叶脉结构和孔隙,孔径分布较窄,平均孔径为3.7nm.从AMF分析可以看出,MnO2@BGO复合材料类似二维纳米膜,得到的片层厚度最薄＜1.23 nm,最厚≯5.65 nm,平均厚度2.57 nm.XPS分析表明,C存在形式以C=C为主,表明材料石墨化程度较高,属于仿生石墨烯.电化学性能分析表明,在电流密度在1 A/g时,该材料所做电极比电容为387 F/g.     

多孔纳米立方FeSe2/石墨烯复合材料的可控构建及在钠离子电池中的应用

设计具有较高比容量和循环稳定性的负极材料对于钠离子电池的发展至关重要。过渡金属硒化物因其具有较高的理论容量而成为潜在的负极材料。但是,硒化物电导率低下且在钠离子嵌入/脱出的过程中会发生较大程度的体积膨胀,导致比容量快速下降。因此,结构调控显得尤为重要。通过常规水热法在二维还原氧化石墨烯（rGO）上原位生长多孔纳米立方体FeSe₂,制备了具有更多活性位点和结构更加稳定的FeSe₂/rGO复合材料。当用作钠离子电池的负极时,复合材料FeSe₂/rGO在0.2 A/g时比容量为694.6 mA?h/g,在2.0 A/g电流密度下,循环300圈后比容量为300 mA?h/g。