仿生石墨烯复合材料的制备及其电化学性能

编号：NMJS07417

篇名：仿生石墨烯复合材料的制备及其电化学性能

作者：郜婷婷 宋伟明 邓启刚 孙立 陈洁 许芮 王福洋

关键词： 生物质炭 低温氧化裂化 二氧化锰 复合材料 超级电容器

机构： 齐齐哈尔大学化学与化学工程学院

摘要： 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KMn O4和H2SO4为氧化剂,水热氧化裂化直接得到Mn O2仿生石墨烯复合材料(Mn O2@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Mn O2@BGO复合材料,Mn O2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. 7 nm。从AMF分析可以看出,Mn O2@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。