孙立芹
,
张健
,
周益春
稀有金属材料与工程
采用高能球磨技术制备了MgH2、MgH2-Graphene、MgH2-Ni、MgH2-Graphene-Ni几种不同储氢体系,采用XRD、SEM、DSC等检测手段表征了不同体系的物相组成、微观形貌及释氢性能,系统研究了Graphene与Ni单独、复合掺杂对MgH2释氢性能的影响及机理.结果表明:Graphene单独掺杂致使MgH2体系初始释氢温度降低了近33℃,其原因在于球磨过程中Graphene对MgH2颗粒起到结构限域作用,使其颗粒细化且尺寸均匀.Ni单独掺杂致使MgH2体系初始释氢温度大幅度降低,降低了136℃,其原因在于部分Ni原子固溶进MgH2基体,导致其晶格变形、结构稳定性降低.而Graphene与Ni复合掺杂时,其掺杂顺序对MgH2体系释氢性能具有显著影响:当Graphene与Ni同时掺杂时,由于Graphene对MgH2颗粒的包覆缓冲作用,致使Ni原子难以固溶进MgH2基体,体系初始释氢温度并未降低;而先掺杂Ni、后掺杂Graphene时,则很好地实现了Ni原子固溶与Graphene结构限域的双重效应,使得MgH2体系的初始释氢温度进一步降低,降低了175℃.
关键词:
MgH2
,
Graphene
,
Ni
,
掺杂
,
释氢性能
张强
,
程新兵
,
黄佳琦
,
彭翃杰
,
魏飞
新型炭材料
随着石墨负极的成功商用，锂离子电池在智能手机、笔记本电脑等便携式电子设备中已得到广泛的应用。经过20多年的发展，现有基于嵌锂化合物正极的锂离子电池已接近其理论容量，但仍不能满足高速发展的电子工业和新兴的电动汽车等行业的要求，寻找具有更高能量密度的电池系统迫在眉睫。锂硫电池系统具有极高的理论能量密度，在多种储能系统中是最具潜力的一种二次电池。但是锂硫电池中也存在硫的电导率极低、多硫化物溶解迁移等问题，使其在走向实用化的过程中遇到许多困难。纳米碳质材料在新型锂硫电池的开发过程中处于重要地位，通过纳米炭的引入，可以获得导电复合正极材料，控制多硫化物的穿梭，从而有望实现正极硫材料的高效利用。综述了基于纳米炭-硫复合正极材料，尤其是碳纳米管、石墨烯、多孔炭以及其杂化物等材料复合的电极，分析其结构与锂硫电池性能的关系，并展望锂硫电池的发展方向。
关键词:
锂硫电池
,
碳硫复合正极
,
纳米炭
,
碳纳米管
,
石墨烯
,
多孔炭
,
杂化物
田博
,
薛宸
功能材料与器件学报
利用碳原子在铜镍合金中有限的溶解度,采用两步化学沉积法(Two-Regime CVD),实现直接以铜镍合金为衬底生长石墨烯/氮化硼纵向异质结.为了表征石墨烯/氮化硼异质结构的存在以及晶格质量,我们采用了共聚焦拉曼光谱仪对转移到二氧化硅衬底上的样品进行探测,并进一步利用扫描电子显微镜对样品的表面形貌进行表征.最后还提出探究该异质结构对石墨烯电学和热传导性质的影响.
关键词:
石墨烯
,
氮化硼
,
CVD
,
异质结构
丁翔
,
黄正宏
,
沈万慈
,
康飞宇
新型炭材料
以膨胀石墨微粉为原料,采用氧化法制备了氧化石墨烯.并以此氧化石墨烯为前驱体,制备了具有“三明治”结构的氧化铜/石墨烯复合材料,采用原子力显微镜、X射线衍射仪、扫描和透射电子显微镜等分析方法对氧化石墨烯及氧化铜/石墨烯复合材料进行了表征.结果表明,氧化铜可有效地阻止石墨烯的团聚,同时石墨烯构成的三维导电网络加快了电子的迁移,并为氧化铜的体积膨胀收缩预留了足够的空间.与纯氧化铜和石墨烯相比,氧化铜/石墨烯复合材料作为锂离子负极材料的可逆容量和循环稳定性均有明显提升,首次可逆容量可以达到748.3 mAh·g-1,50次循环后保持率为81.3％.
关键词:
氧化石墨烯
,
石墨烯
,
氧化铜
,
锂离子电池
王斌
,
常雁红
,
智林杰
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(11)60064-4
以氧化石墨的高温膨胀为基础,研发了一种简便经济的高产量制备石墨烯的工艺,考察了制备得到的石墨烯对痕量重金属离子的检测性能,检测离子包括Cu2+、Pb2+和Cd2+.所制薄层石墨烯存在部分结构缺陷和残余羟基官能团,电化学检测结果表明,这种结构的石墨烯在检测液相中重金属离子的过程中表现出了很好的性质,尤其是对铅离子的检测限达到了10-11 mol/L.将高产量制备石墨烯的方法与其在重金属检测中表现出的良好应用前景结合起来将会极大推进工业化生产石墨烯基纳米传感器的发展.
关键词:
石墨烯
,
热膨胀
,
电化学
,
检测
,
重金属离子
周光敏
,
王大伟
,
李峰
,
张莉莉
,
翁哲
,
成会明
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(11)60075-9
通过原位化学聚合制备了不同形貌的纳米炭材料(炭黑,碳纳米管及石墨烯纳米片)/聚苯胺复合电极材料.分析表明:石墨烯/聚苯胺复合材料相比于炭黑/聚苯胺、碳纳米管/聚苯胺复合物及纯聚苯胺,具有产率和比容量高,内阻低及明显提高的循环稳定性和倍率性能.石墨烯/聚苯胺复合材料更好的电化学性能归因于:(a)二维平面结构石墨烯有利于大量聚苯胺在其表面均匀沉积及更多的活性位使聚苯胺和电解液离子接触,从而有利于聚苯胺得失电子促使氧化还原反应的顺利进行;(b)石墨烯间的面接触有利于构建电子的快速传输网络使电极材料具有更低的电阻;(c)石墨烯及聚苯胺层层堆叠结构具有柔性包覆限制作用,可有效防止聚苯胺在充放电过程中因膨胀和收缩而从石墨烯表面脱离.
关键词:
纳米炭
,
石墨烯
,
碳纳米管
,
聚苯胺
,
超级电容器
李海
,
吕春祥
新型炭材料
石墨烯、柠檬酸和硅纳米颗粒的乙醇混合物经超声分散、乙醇挥发和热处理(800℃1 h)制备出炭涂层硅/石墨烯(Si@ C/ G)纳米复合材料。透射电镜表明,Si 纳米颗粒的表面形成了一层厚度约为2 nm 的均匀炭涂层,石墨烯片层支撑着 Si@ C 纳米粒子,且两者具有较强的相互作用。作为锂离子电池负极材料,Si@ C/ G 电极具有较高的库仑效率,在500 mA·g-1的电流密度下,100卷循环后比容量为1431 mAh·g-1,表现出优越的循环稳定性。 Si@ C/ G 优异的电化学性能归因于石墨烯片层的高导热率、高导电率和优良的机械柔韧性。
关键词:
硅纳米颗粒
,
石墨烯
,
炭涂层
,
锂离子电池
胡庆华
,
王玺堂
,
陈浩
,
王周福
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(12)60003-1
采用化学镀镍方法,以氧化石墨烯薄片为基体、NaBH4为还原剂,在NiSO4溶液中制备了Ni/石墨烯.通过X射线衍射、场发射扫描电镜和透射电镜对样品进行了表征,结果表明:沉积在石墨烯片表面Ni的的质量分数高达32.9％时,仍具有高度的分散性；相互堆积Ni/石墨烯片形成了介孔和大孔.氮气等温吸附表明:其介孔和大孔为狭缝型结构,孔的Brunauer-Emmett-Teller比表面积为91 m2/g;吸附支的Barret-Joyner-Halenda平均孔径为3.83nm,孔容为0.28 cm3/g.
关键词:
化学镀
,
石墨烯
,
氧化石墨烯
,
介孔
,
大孔
