混合液控制轉速為6000-8000r/min離心,所得的濾餅用去離子水洗滌至流出液的PH至7為止,然后加入氧化石墨烯并進行超聲分散30-90min,得到氧化石墨烯/氫氧化鈷混合液;
上述混合所用的氧化石墨烯分散液和二價鈷鹽分散液的量,按步驟(I)所得氧化石墨烯分散液中的氧化石墨烯:制備步驟(2)所得二價鈷鹽分散液所用的二價鈷鹽的質量比為1:20 ;
該步驟中加入的氧化石墨烯的量,按氧化石墨烯:制備步驟(2)所得二價鈷鹽分散液所用的二價鈷鹽的質量比為1:80的比例計算;
(4)、將步驟(3)所得的氧化石墨烯/氫氧化鈷混合液放入聚四氟乙烯內膽的不銹鋼水熱釜中控制溫度為160-180°C進行水熱12-18h,得到石墨烯/四氧化三鈷水凝膠;
(5)、將步驟(4)所得的石墨烯/四氧化三鈷水凝膠用去離子水浸泡至流出液的pH至7為止,然后控制溫度為-10-0°C進行預凍3-6h,然后再控制溫度為-60--50°C進行凍干35-48h,即得三維石墨烯/四氧化三鈷復合材料。
[0021]采用S-3400N電子顯微鏡(日立)對上述實施例1所得的三維石墨烯/四氧化三鈷復合材料的表面結構進行掃描,所得的掃描電鏡圖如圖1所示,從圖1中可以看出,所得的三維石墨烯/四氧化三鈷復合材料為三維孔狀結構。
[0022]采用ASAP 2010 M+C比表面積分析儀(Micromeritics Inc., USA)對上述所得的三維石墨烯/四氧化三鈷復合材料進行孔徑分布測試,所得的孔徑分布圖如圖2所示,結果表明,上述所得的三維石墨烯/四氧化三鈷復合材料為三維微米或納米的多孔結構。
[0023]采用Rigaku X射線衍射儀對上述所得的三維石墨烯/四氧化三鈷復合材料進行測定,所得的X射線衍射圖如圖3所示,從圖3中可以看出,顯示出的衍射峰均與四氧化三鈷晶體的標準卡片一致(JCPDS n0.43-1003),由此表明了復合材料中含有四氧化三鈷。
[0024]采用藍電電池測試系統(LAND 2001A system),在室溫條件下,選用三電極體系,以6M KOH水溶液為電解液,電位窗設為0-0.4V對上述實施例1所得的三維石墨烯/四氧化三鈷復合材料的充放電性能及穩定性進行測試,所得的循環曲線圖如圖4所示,從圖4中可以看出在lA/g的充放電電流密度下比容量約為748F/g,由此表明,本發明所得的三維石墨烯/四氧化三鈷復合材料具有很好的循環穩定性。
[0025]實施例2
一種三維石墨烯/四氧化三鈷復合材料,通過包括如下步驟的方法制備而成:
(1)、將氧化石墨烯加入到分散劑中,在室溫條件下控制超聲功率為300-400?超聲30-90min進行分散均勻,得到氧化石墨烯分散液;
所述的分散劑為去離子水,其用量按氧化石墨烯:分散劑為lmg:1mL ;
(2)、將二價鈷鹽加入水解促進劑中,在室溫條件下控制超聲功率為300-400?超聲30-90min進行分散均勻,得到二價鈷鹽分散液;
所述的二價鈷鹽為醋酸鈷,所述的水解促進劑為濃度為10mg/mL尿素水溶液;
所述二價鈷鹽與水解促進劑的用量,按質量比計算,二價鈷鹽:水解促進劑為1:1 ;
(3)、將步驟(I)所得的氧化石墨烯分散液和步驟(2)所得的二價鈷鹽分散液混合,在室溫條件下控制超聲功率為300-400?超聲30-90min進行分散均勻,然后油浴控制溫度為60-80°C維持3-6h,得到的混合液控制轉速為6000-8000r/min離心,所得的濾餅用去離子水洗滌至流出液的pH至7為止,然后再加入氧化石墨烯,在室溫條件下控制超聲功率為300-400w超聲30-90min進行分散均勾,得到氧化石墨稀/氫氧化鈷混合液;
所述混合所用的氧化石墨烯分散液和二價鈷鹽分散液的量,按步驟(I)所得氧化石墨烯分散液中的氧化石墨烯:制備步驟(2)所得二價鈷鹽分散液所用的二價鈷鹽的質量比為1:10 ;
該步驟中加入的氧化石墨烯的量,按氧化石墨烯:制備步驟(2)所得二價鈷鹽分散液所用的二價鈷鹽的質量比為1:60的比例計算;
(4)、將步驟(3)所得的氧化石墨烯/氫氧化鈷混合液放入聚四氟乙烯內膽的不銹鋼水熱釜中控制溫度為160-180°C進行水熱反應12-18h,得到石墨烯/四氧化三鈷水凝膠;
(5)、將步驟(4)所得的石墨烯/四氧化三鈷水凝膠用去離子水浸泡至流出液的pH至7為止,然后控制溫度為-10-0°C進行預凍3-6h,然后再控制溫度為-60--50°C進行凍干35-48h,即得三維石墨烯/四氧化三鈷復合材料。
[0026]采用藍電電池測試系統(LAND 2001A system),在室溫條件下,選用三電極體系,以6M KOH水溶液為電解液,電位窗設為0-0.4V對上述實施例2所得的三維石墨烯/四氧化三鈷復合材料的電容器充放電性能及穩定性進行測試,所得的循環曲線圖如圖5所示,從圖5中可以看出在lA/g的充放電電流密度下比容量約為405F/g,由此表明,本發明所得的三維石墨烯/四氧化三鈷復合材料具有很好的循環穩定性。
[0027]實施例3
一種三維石墨烯/四氧化三鈷復合材料,通過包括如下步驟的方法制備而成:
(1)、將氧化石墨烯加入到分散劑中,在室溫條件下控制超聲功率為300-400?超聲30-90min進行分散均勻,得到氧化石墨烯分散液;
所述的分散劑為去離子水,其用量按氧化石墨烯:分散劑為lmg:1mL ;
(2)、將二價鈷鹽加入水解促進劑中,在室溫條件下控制超聲功率為300-400?超聲30-90min進行分散均勻,得到二價鈷鹽分散液;
所述的二價鈷鹽為醋酸鈷,所述的水解促進劑為濃度為10mg/mL的尿素水溶液;
所述二價鈷鹽與水解促進劑的用量,按質量比計算,二價鈷鹽:水解促進劑為1:1.67 ;
(3)、將步驟(I)所得的氧化石墨烯分散液和步驟(2)所得的二價鈷鹽分散液混合,在室溫條件下控制超聲功率為300-400?超聲30-90min進行分散均勻,然后油浴控制溫度為60-80°C維持3-6h,得到的混合液控制轉速為6000-8000r/min離心,所得的濾餅用去離子水洗滌至流出液的PH至7為止,然后再加入氧化石墨烯,在室溫條件下控制超聲功率為300-400w超聲30-90min進行分散均勾,得到氧化石墨稀/氫氧化鈷混合液;
上述混合所用的氧化石墨烯分散液和二價鈷鹽分散液的量,按步驟(I)所得氧化石墨烯分散液中的氧化石墨烯:制備步驟(2)所得二價鈷鹽分散液所用的二價鈷鹽的質量比為1:15 ;
該步驟中再加入的氧化石墨烯的量,按氧化石墨烯:制備步驟(2)所得二價鈷鹽分散液所用的二價鈷鹽的質量比為1:100的比例計算;
(4)、將步驟(3)所得的氧化石墨烯/氫氧化鈷混合液放入聚四氟乙烯內膽的不銹鋼水熱釜中控制溫度為160-180°C進行水熱12-18h,得到石墨烯/四氧化三鈷水凝膠;
(5)、將步驟(4)所得的石墨烯/四氧化三鈷水凝膠用去離子水浸泡至流出液的pH至7為止,然后控制溫度為-10-0°C進行預凍3-6h,然后再控制溫度為-60--50°C進行凍干35-48h,即得三維石墨烯/四氧化三鈷復合材料。
[0028]采用S-3400N電子顯微鏡(日立)對上述所得的三維石墨烯/四氧化三鈷復合材料的表面結構進行掃描,所得的掃描電鏡圖如圖6所示,從圖6中可以看出所得的石墨烯/四氧化三鈷復合材料為三維結構,且四氧化三鈷納米顆粒粒徑約為500納米。
[0029]采用ASAP 2010 M+C比表面積分析儀(Micromeritics Inc., USA)對上述所得的三維石墨烯/四氧化三鈷復合材料進行孔徑分布測試,結果表明,上述所得的三維石墨烯/四氧化三鈷復合材料為三維微米或納米的多孔結構。
[0030]采用藍電電池測試系統(LAND 2001A system),在室溫條件下,選用三電極體系,以6M KOH水溶液為電解液,電位窗設為0-0.4V對上述實施例3所得的三維石墨烯/四氧化三鈷復合材料的電容器充放電性能及穩定性進行測試,結果顯示,其在lA/g的充放電電流密度下比容量約為423F/g,由此表明,本發明所得的三維石墨烯/四氧化三鈷復合材料具有很好的循環穩定性。
[0031]實施例4
一種三維石墨烯/四氧化三鈷復合材料,通過包括如下步驟的方法制備而成:
(1)、將氧化石墨烯加入到分散劑中,在室溫條件下控制超聲功率為300-400?超聲30-90min進行分散均勻,得到氧化石墨烯分散液;
所述的分散劑為去離子水,其用量按氧化石墨烯:分散劑為lmg: 3mL ;
(2)、將二價鈷鹽加入水解促進劑中,在室溫條件下控制超聲功率為300-400w超聲30-90min進行分散均勻,得到二價鈷鹽分散液;
所述的二價鈷鹽為醋酸鈷,所述的水解促進劑為濃度為10mg/mL尿素水溶液;
所述二價鈷鹽與水解促進劑的用量,按質量比計算,二價鈷鹽:水解促進劑為1:1.67 ;
(3)、將步驟(I)所得的氧化石墨烯分散液和步驟(2)所得的二價鈷鹽分散液混合