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合肥科晶GSL-1100X-S对脱出性能研究

返回列表 来源:未知 发布日期:2020-04-10 11:43【

1 实验部分 


1. 1 试剂与仪器 


1) 实验所用原料与试剂包括: 石墨粉 ( 分析 纯) ,成都科龙化工有限公司; 高锰酸钾( 分析纯) 、 双氧水溶液 ( 质量分数为 30% ) 、镍网,美国 Mcmaster Carr 公司; 钾金属( 分析纯) 、六氟磷酸钾( 分 析纯) 、碳酸乙烯酯( 分析纯) 、碳酸丙烯酯( 分析 纯) ,苏州多多化学科技有限公司. 

2) 实验所用仪器包括: GSL-1100X-S 型管式炉 ( 合肥科晶材料技术有限公司) ,TGL-18 型离心机 ( 四川蜀科仪器有限公司) ,DF-101S 型集热式恒温 加热磁力搅拌器( 上海霓王月仪器有限公司) ,FD-2B50 型真空冷冻干燥机( 上海舜制仪器制造有限公 司) ,Dimension FastScan 型原子力显微镜( 布鲁克公 司) ,Sirion 场发射扫描电子显微镜( 飞利浦公司) , J-NP001 型多功能电子能谱仪( 日本岛津公司) . 


1. 2 RGO 电极的制备 


在实验中,首先采用修正的 Hummers 方法合成 氧化石墨烯,之后将氧化石墨烯刷涂在镍网上,最 后采用热还原的方法得到 RGO 电极,具体步骤为: 1) 首先,在冰水浴中装配 250 mL 三角烧瓶,加 入 25 mL 浓硫酸,磁力搅拌下加入 1 g 天然石墨,再缓慢加入 3. 5 g 高锰酸钾; 然后,升温 30 ℃ 反应 3 h,加入 30% 的双氧水溶液至没有气体产生; 最后, 将得到的悬浮液离心再水洗,反复操作数次以将剩 余的酸充分除去,得到氧化石墨烯溶液.


2 结果与讨论


将制得的氧化石墨烯以及 RGO 电极进行了 X 射线光电子能谱分析,研究在材料合成过程中材料 中的碳元素和氧元素的变化过程. 利用 XPSpeak 软 件分别对氧化石墨烯和 RGO 的 C1s 谱线进行了分峰 拟合. 研究发现,RGO 储存 K + 的机理为: RGO 是片状 的石墨烯堆叠形成的,其材料本身具有较大的比表 面积以及孔隙率,其中空隙来自于片状的石墨烯材 料的堆叠所形成的空隙结构,在放电的过程中,K + 在电场的作用下移动到 RGO 电极表面并且嵌入到 电极材料的空隙中. 此外,K + 可能在材料表面双电 层的作用下吸附在电极表面,完成部分 K + 储存。


3 结 论 


采用修正 Hammer 法成功地合成了氧化 石墨烯,并且通过热还原的方法成功制备了 RGO 电 极. 采用 SEM 和 AFM 方法分析发现,该氧化石墨烯 为厚度约为 1 nm、大小为数十微米的不规则片状结 构. 采用 X 射线能谱对氧化石墨烯及 RGO 进行了 分析,证实该热还原方法还原效果明显. 采用恒流充 放电方法测试验证了 K + 在 RGO 材料中的嵌入/脱 出行为,发现当电流为 100 mA /g 时,RGO 的嵌钾容 量为 120 mAh /g. RGO 材料的高导电性和高比表面 积对电极表面 K + 的吸附和电极材料中电子的传导 有十分重要的作用.






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