论文部分内容阅读
层状材料由于其特殊的结构使得其在电化学领域应用极为广泛。论文围绕层状材料作为电极材料在超级电容器及锂离子电池中的应用，采用不同方法合成了一系列层状材料及其与其它材料之间复合材料。通过材料的形貌和孔结构的调节，以及层状材料与其他组分间的协同作用来提高层状电极材料的电化学性能。 1.为分析基于石墨烯非对称超电容器内各组分间的协同作用，合成了Fe2O3和α-Ni(OH)2单/共同修饰的硫掺杂石墨烯三维复合材料，组成超级电容器后进行了比较分析。电化学性能测试结果显示，由于不同组份间的协同作用，多重修饰的复合材料具有更大的比电容。过渡金属氧化物或氢氧化物的快速的氧化还原反应，加上硫掺杂石墨烯优越的导电性、亲水性、高效的电子储存能力，使得多重修饰的复合材料据有高的能量密度。在参比电极为Ag/AgCl，电压范围在0到0.44V，电流密度为1Ag-1，硫掺杂石墨烯负载Fe2O3和Ni(OH)2的复合材料的比电容可以达到2386F g-1。 2.以Ni-Co类的普鲁士蓝结构(PBA)为前驱体，通过自模板碱腐蚀法成功的合成了疏松结构具有纳米立方体形貌的层状Ni(OH)2。形成的多孔纳米立方体的Ni(OH)2尺寸均一，在超级电容器的电极材料测试中展现出非常优异的电化学性能，比电容容量、电极材料的倍率性以及循环稳定性都得到较大改善。以Ag/AgCl作为参比电极的三电极测试体系中，测试电压0到0.45V，电流密度为1Ag-1情况下比电容容量可以达1842Fg-1。 3采用独特的KOH蚀刻法腐蚀Ti3AlC2的前驱体，成功地制备出了Ti3C2(OH)2二维纳米片。原子力显微镜清楚地揭示了其大尺寸、单层纳米片结构。此材料在干燥过程中可重新叠合形成一种新的层状结构材料，且在水溶液中可重新进行剥离。简单的剥离方法及其重新叠合性质，加上内在的金属导电性和亲水性，使其成为理想的二维构筑砌块。此制备方法可为其它组成MAX材料的剥离提供了新思路。