1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
能源是21世纪最重要的话题之一,随着化石能源的逐渐耗尽,以及燃烧化石能源所产生的环境污染的加剧,人们希望能找到一种清洁的,可再生的能源来代替化石能源以满足人类社会和经济发展的需求。
人类可利用的新能源包括太阳能,潮汐能,风能,地热等,充分利用这些自然能源对人类社会的可持续发展有着十分重要的意义。
但是,由于自然能源具有不连续性,需要相应的能量存储装置来实现对这些能源的利用。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:制备NiO与石墨烯复合材料并研究其性能研究内容:(1)研究水热法制备复合材料时,在不同碱性介质和浓度下研究生成物的性质(2)研究焙烧时, 焙烧温度对材料性质的影响拟解决的关键问题:(1)明确每个影响因素的最佳点,提高材料的放电和循环性能,得到可信的实验数据(2)采用多种方法分析产物的理化性质和电化学性质,充分反映出材料的各项数据性能
3. 研究的方法与方案
研究方法:采用氧化还原法制备石墨烯氧化物,并研究其理化特性和电化学性能。
采用水热法制备氢氧化镍与石墨烯前驱体,研究不同碱性介质和浓度下生成物的性质研究焙烧时,管式炉焙烧温度对材料性质的影响采用扫描电子显微镜分析,x射线衍射分析,热重分析等分析方法研究理化特性,采用循环伏安法,恒电流充放电技术等方法研究其电化学性质。
实验方案:(1)氧化还原法制备石墨烯 量取90ml浓硫酸和15ml浓磷酸于烧杯中,并加入1g石墨粉,在冰水浴中搅拌,每隔15分钟分六次加入6g高锰酸钾,并继续搅拌30分钟,再置于恒温水浴锅中,50摄氏度恒温12小时。
4. 研究创新点
本次实验主要研究石墨烯与氧化镍复合材料,着力于提高电极材料的充放电性能和循环寿命。
石墨烯与nio复合电极材料同时具有两种材料的优势,互补缺点。
这是因为(1)氧化镍紧紧的粘结在石墨烯导电网络上,有助于电导性能的提高,并可缓冲 ni o 充放电过程中的体积变化,保持电极结构完整性;(2)花状氧化镍和石墨烯具有三维多孔结构,比表面积较大,可以保证与电解液的充分接触,缩短电解液离子嵌入/脱出路径,充分促进法拉第反应;(3)花状 3d 结构,可以防止石墨烯的团聚,提高活性物质的利用效率。
5. 研究计划与进展
2016年12月至2017年1月:查阅相关文献制定实验方案制备足量的氧化石墨烯2017年2月到2017年4月制备石墨烯与NiO复合电极材料分析各材料的性能2017年5月撰写论文进行毕业答辩
