石墨烯/金属氧化物复合材料的研究进展

石墨烯与金属氧化物复合材料主要是利用石墨烯大的比表面积及其可负载功能性粒子的特性,来使之与金属氧化物形成具有一定功能的复合材料,同时提高其性能。重点介绍了导电石墨烯/金属氧化物复合材料的最新研究成果及其应用,并对其未来的研究发展方向进行了展望。

多孔石墨烯及其复合材料的研究进展

多孔石墨烯除具有石墨烯本征性质之外,因多孔结构,使其具有更大的比表面积,这些独特的性质使多孔石墨烯及其复合材料在材料科学领域受到极大关注。研究表明,多孔石墨烯及其复合材料应用于超级电容器、能量储存和转换、生物传感等研究领域,均展现出优越的性能。综述多孔石墨烯及其复合材料的性能特点、制备方法和在能源、环境、传感器、催化等领域的应用,并对其未来研究发展方向进行展望。

三维介孔石墨烯的研究进展

三维介孔石墨烯作为一种新型的碳纳米材料在最近已经赢得前所未有的关注,三维介孔结构使石墨烯材料具有高的比表面积、较大孔体积、较强的机械强度和较快的电子转移速率。综述三维石墨烯的结构和性能,总结三维介孔石墨烯的制备方法及应用,并对未来研究发展方向进行展望。

三维多级孔石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及电化学性能

采用水热法合成聚糠醇(PFA),探究了表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)添加量和反应时间对PFA微观形貌的影响。将改进Hummers法制备的氧化石墨烯(GO)对PFA、泡沫Ni进行包覆,探讨了PFA模板与GO不同质量比的包覆效果。去模板后成功构筑三维大孔石墨烯(3DrGO),3DrGO再经KOH活化获得三维多级孔石墨烯(3DPrGO),3DPrGO经与聚苯胺(PANI)原位复合获得3DPrGO/PANI复合材料。采用XRD、SEM、TEM、FTIR、XPS和比表面(BET)分析法对材料的物相组成、微观结构、形貌、比表面和孔径进行表征,采用循环伏安、恒流充放电、电化学阻抗谱分析了3DPrGO/PANI复合材料的电化学性能。结果表明:通过控制糠醇、PVP及水的比例,在180℃水热反应24h成功制备了球径在500nm左右的PFA微球。在PFA与GO质量比为1∶1时包覆效果最佳。450℃热处理6h成功去除PFA模板并形成400~600nm左右的大孔,经KOH活化后,在3DPrGO上形成介孔结构。3DPrGO/PANI复合材料在0.5A/g电流密度下比电容为433F/g,在1A/g下1 000次循环充放电之后,3DPrGO/PANI复合材料的比电容保留率为75%,高于纯PANI的69%。