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多壁碳纳米管-氧化石墨烯纳米带(MWCNTs-GONRs)由于具有独特的3D交联结构,能够将CNTs和GONRs的性能整合在一起,因此能够完美的展现出自身卓越的特性。而GQD是一种小尺寸石墨烯碳点,因其具有优秀的生物相容性,稳定性,及量子限制和边界效应,故而被广泛应用于多个领域之中。在这项工作中,我们将以上述碳材料作为碳源,通过多种实验思路(设计阵列分层结构或是对碳材料进行预处理而获得功能化的掺氮碳材料再用于复合)和不同的制备方法合成用于高性能的电极并用于超级电容器。同时,也采用了多种表征手段和检测方法对所得样品的结构形貌及电化学性能进行了深入的研究。主要研究内容如下:(1)水热法具有操作简易、易控结晶形貌的优点,本项实验中通过简单的水热法分别制备得丝绒状的MWCNTs-GONRs/α-Ni(OH)2电极(MW-Ni)、纳米针阵列的MWCNTs-GONRs/Co3O4电极(MW-Co)和松树状核壳阵列结构的MWCNTs-GONRs/Co3O4/Ni(OH)2电极(MW-Co-Ni)。这种分层/核壳结构的设计可以有效地促进离子的扩散并增加电极中的活性位点,进而增强电化学性能。它们在1A g-1时比电容分别为1713.2、846.2和2654.7 F g-1,同时也具备能够耐受数千次循环的优越稳定性。在组装器件后,MW-Ni//AC、MW-Co//AC和MW-Co-Ni//AC分别具有41.23、38.23和74.85 Wh kg-1的最大能量密度及在大电流密度下的高循环稳定性。(2)微波法具有加热均匀、反应快捷、便于控制的优点,在本项实验中我通过选取不同的组氨酸功能化碳材料并采用微波法一步合成了花球状的组氨酸官能化石墨烯量子点/Ni-Co LDH(His-GQD/LDH)和组氨酸功能化多壁碳纳米管-氧化石墨烯纳米带/Co-Ni LDH(His-MW/LDH)复合材料。通过表征可以看出His-GQD/His-MW均匀地散布在LDH表面。组氨酸功能化碳材料和LDH的协同作用可以有效地增加复合材料的比表面积和电导率,从而赋予复合材料His-GQD/LDH和His-MW/LDH高的比电容(1 A g-1时分别具有1526和1674 F g-1)和令人满意的循环稳定性(82.36%和83.33%的电容保持率)。而组装成器件后的His-GQD/LDH//AC和His-MW/LDH//AC分别具有48.89和39.47 W h kg-1的最大能量密度,在10 A g-1的大电流下历经6000次循环后器件的电容保持率未曾有较大损耗,仍能保持90%以上。这项工作提供了一种通过微波法制备组氨酸官能化的碳衍生物与镍钴LDH复合的实用实验方法。