泡沫石墨烯納米復(fù)合材料的制備與應(yīng)用研究.pdf

1、泡沫石墨烯是具有三維結(jié)構(gòu)的石墨烯組裝體，既有石墨烯優(yōu)秀的物理化學(xué)性質(zhì)，又具有三維多孔結(jié)構(gòu)的比表面積大、機(jī)械強(qiáng)度可控以及傳質(zhì)快速等優(yōu)點。這些獨(dú)特的性質(zhì)使泡沫石墨烯及其復(fù)合材料備受關(guān)注。
　　本課題采用氧化石墨烯(GO)為前驅(qū)體，制備了氧化石墨烯/聚乙烯醇(GO/PVA)三維復(fù)合材料，通過熱還原法制備了r-GO/PVA材料，并系統(tǒng)研究了材料的成分、微觀結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能。為探索復(fù)合材料在高性能鋰離子電池上的應(yīng)用，本文采用水熱法合成了SnO

2、2納米粒子，研究了水熱溫度對其形貌、性能的影響。在此基礎(chǔ)上，制備了石墨烯/二氧化錫/聚乙烯醇r-GO/SnO2/PVA三維多孔材料，研究了其電化學(xué)性能。本論文主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　(1)通過冷凍干燥法制備了二元復(fù)合GO/PVA泡沫材料，其內(nèi)部具有均勻的孔洞，且可通過改變PVA加入量調(diào)節(jié)孔徑，材料的抗壓強(qiáng)度和彈性模量隨PVA含量增加而提高。在氬氣下300℃還原后，得到r-GO/PVA，材料的導(dǎo)電性能提高，強(qiáng)度和模量均低于同比

3、例的GO/PVA材料。
　　(2)采用水熱法制備了SnO2納米材料，并對其進(jìn)行系統(tǒng)表征。結(jié)果表明，隨水熱溫度提高，SnO2由納米顆粒轉(zhuǎn)變成納米棒狀結(jié)構(gòu)。將240℃下得到的納米棒狀SnO2用作鋰電負(fù)極材料，具有較高的首次放電容量（1401mAh/g），在500mA/g電流密度下循環(huán)100次后，放電比容量在350mAh/g左右。
　　(3)將SnO2納米棒均勻地分散在GO溶液中，采用冷凍干燥法制備了r-GO/SnO2/PVA，將