一步水热法制备二氧化钛纳米线-还原氧化石墨烯复合材料及其超级电容器性能研究

朱磊, 俞泽民, 周子豪, 朱明亮

现代化工 ›› 2019, Vol. 39 ›› Issue (5) : 146 -150.

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现代化工 ›› 2019, Vol. 39 ›› Issue (5) : 146-150. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.05.032
科研与开发

一步水热法制备二氧化钛纳米线-还原氧化石墨烯复合材料及其超级电容器性能研究

    朱磊, 俞泽民, 周子豪, 朱明亮
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Preparation of TiO2 nanowires-reduced graphene oxide composites by one-step hydrothermal method for supercapacitor

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摘要

通过Hummers制备出氧化石墨烯(GO),以TiO2纳米颗粒(TiO2 NPs)和GO为原料,在NaOH碱性条件下进行水热反应,一步合成TiO2纳米线-还原氧化石墨烯(TiO2 NWs-RGO)复合材料。研究了TiO2 NPs和GO的质量比对TiO2 NWs-RGO复合材料电容性能的影响。形貌和结构表征(SEM和XRD)结果表明,通过水热反应,TiO2 NPs转化为TiO2 NWs,GO被还原为RGO。电化学电容性能测试(CV、GCD、交流阻抗测试和循环稳定性测试)结果表明,在电流密度为1 A/g时,TiO2 NWs-RGO复合材料的比电容达到210 F/g,经过1 000次循环后,比容量仍保留最初的84.93%,表现出优异的循环稳定性,是一种性能优异的超级电容器电极材料。

Abstract

Graphene oxide (GO) is prepared via Hummers method.TiO2 nanowire-reduced GO (TiO2 NWs-RGO) composite material is synthesized via one step hydrothermal reaction using TiO2 nanoparticles (TiO2 NPs) and GO as raw materials under alkaline condition of NaOH.Effects of the initial mass ratio of TiO2 NPs to GO on the electrochemical properties of TiO2 NWs-RGO are investigated in details.The morphology and structure characterization through SEM and XRD shows that TiO2 NPs is transformed into TiO2 NWs and GO is reduced to RGO via hydrothermal reaction.The electrochemical capacitance performance tests (CV,GCD,EIS and cyclic stability test) show that the specific capacitance of TiO2 NWs-RGO composite material reaches 210 F·g-1 when current density is set at 1 A·g-1.Moreover,the nanocomposite exhibits a long-term cycle stability,remaining 84.93% of specific capacitance after 1,000 cycles at 1 A·g-1.It suggests that it has potential as an electrode material for high-performance electrochemical supercapacitors.

关键词

TiO2 / 超级电容器 / 水热法 / 纳米线 / 纳米颗粒

Key words

TiO2 / supercapacitors / hydrothermal method / nanowires / nanoparticles

Author summay

朱磊(1996-),男,本科生,研究方向为纳米材料及应用,zhulei_2015@163.com

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一步水热法制备二氧化钛纳米线-还原氧化石墨烯复合材料及其超级电容器性能研究[J]. 现代化工, 2019, 39(5): 146-150 DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.05.032

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