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超级电容器,是一种储能机理介于传统电容元件和化学电池之间的新的储能元件。近年来,超级电容器电极材料的研究热点是将碳基材料产生的双层电容与导电活性物质产生的法拉第赝电容结合起来。石墨烯与金属氧化物复合材料作为电容器电极材料同时具有两种材料的优点,石墨烯大的表面积和丰富的含氧官能团使金属氧化物纳米颗粒附着在石墨烯的表面成为可能,而金属氧化物可以利用其优异的导电性能来实现自身的法拉第赝电容,此外金属氧化物纳米颗粒的引入,降低了石墨烯片层之间的范德瓦耳斯力,抑制了其在充放电过程中发生的团聚现象,从而使石墨烯的大的比表面积得以保留。本文主要研究石墨烯与四氧化三铁复合材料以及与氧化镍的复合材料的结构特点以及它们的电容性能。主要内容分为三部分:(1)氧化石墨及氧化石墨烯(GO)的制备与表征。采用改性的Hummers方法制备氧化石墨,并且研究了高锰酸钾量加入量对制备的氧化石墨的影响。结果显示随着高锰酸钾量的增加(由3g增加到6g)的过程中,氧化石墨的衍射峰位出现一个先升高再降低的过程,当天然石墨、硝酸钠、高锰酸钾的质量比例为1:1:5时制备的氧化石墨的衍射峰最高,指示此时其性能最好。随后采用两种还原方法制备石墨烯,分别是高温热还原和柠檬三酸钠绿色还原,并研究了两种方法制备的石墨烯有何异同,结果显示柠檬酸钠还原得到的石墨烯比普通氮气保护下高温还原得到的石墨烯的缺陷少。(2)四氧化三铁/石墨烯(Fe3O4/G)复合材料的制备及其超级电容器性能研究。以氧化石墨为前驱体,Fe Cl3·6H2O为铁源,乙二醇作溶剂采用溶剂热法制备四氧化三铁/石墨烯复合材料。实验过程中通过改变Fe Cl3·6H2O加入量制备了不同含量比的四氧化三铁/石墨烯复合物,并研究它们作为电极材料的电极性能并与纯四氧化三铁电化学性能进行比较,实验表明,复合材料的比电容远远大于四氧化三铁纳米颗粒的比电容,其中复合材料FG1-2(Fe Cl3·6H2O和GO的质量比为1:2时制备复合材料命名为FG1-2)性能最优越,在扫描速率为5mvs-1时比电容为236.4F/g,且具有很好的循环稳定性,在循环1000次后比电容剩余率为93.1%。(3)Ni O/G复合材料的制备及其超级电容器性能研究。以六水合硝酸镍为镍源,GO为制备石墨烯原料,尿素为沉淀剂,先采用水热法制备出复合物前驱体(GO/Ni(OH)2)再采用在氩气氛围下高温煅烧制备出Ni O/G复合材料;并研究复合材料(Ni O与GO相对质量不同的情况下的复合材料)作为超级电容器电极材料电容性能与纯Ni O纳米材料电容性能进行比较。实验表明,复合材料的比电容远远大于氧化镍颗粒的比电容,其中四种复合材料中复合材料2(加入Ni(NO3)2与尿素的质量分别为350mg、288mg制备的材料命名为复合材料2)性能最优越,在扫描速率为5mvs-1时比电容可达682.6F/g。