论文部分内容阅读
本文通过水热法合成了YiO2纳米棒,改性的Hummers法合成了氧化石墨烯(GO)纳米片,在室温下,通过改变YiO2纳米棒和GO的质量比,将两者自组装成功地合成了具有不同质量比的YiO2纳米棒/GO复合材料。YiO2纳米棒/GO复合材料通过X-射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、拉曼光谱、紫外可见漫反射(UV-vis DRS)等手段进行结构表征和分析。XRD、AF M以及HRTEM的测试结果表明金红石型的YiO22纳米棒被均匀地负载在GO纳米片上。紫外可见漫反射光谱结果表明YiO2纳米棒/GO复合材料与初始的纯TiO2和P25相比,在全波长范围内有一定的红移(15 nm),这都归功于TiO2与GO的化学键的能带间隙变窄,也就是表明Ti-O-C的形成,进而说明YiO2与GO成功复合。通过拉曼光谱测试表明计算的GO的ID：IG值为0.844,计算的具有不同GO含量比(2.04wt.%、4.00 wt.%、7.69 wt.%、11.1 wt.%和14.3wt.%)的Ti02纳米棒/GO纳米片的复合材料的ID：IG值分别为0.884、0.647、0.710、0.831和0.874。我们发现制备的所有的TiO2纳米棒/GO复合材料的ID：IG值几乎都比GO的较低,较低的ID：IG值决定了TiO2纳米棒/GO复合材料具有较低的缺陷密度和高的结晶度,进而具有更高的石墨化程度。高的石墨化程度是由于钛原子存在于GO片层中,打乱了GO的片层间距和排列,进而使得TiO2纳米棒/GO复合材料与纯GO相比有更好的导电性。因而我们在1molL-的Na2So4电解液中,利用循环伏安(CV)、充放电(GCD)、交流阻抗(EIS)曲线测试了YiO2纳米棒/GO纳米复合材料的电化学性能。结果表明在复合材料中TiO2与GO的质量比对其电化学性能有巨大的影响。当GO的含量为4.00wt.%时,Ti02纳米棒/GO纳米复合材料具有最优异的电化学性能。在扫描速度为5 mVs-1时,复合材料电极的比容量达到100 Fg-1。YiO2纳米棒/GO纳米复合材料也表现了很好的电化学循环稳定性,循环次数3000圈后,容量保留率仍达到80%以上。TiO2纳米棒/GO复合材料优异的电化学性能主要是由于YiO2纳米棒与GO纳米片的协同作用。