碳纳米管和石墨烯负载二氧化钌复合电容材料的绿色制备和性能研究

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1、GreenSynthesisofcarbonnanotubeandgraphenesupportedrutheniumdioxidecompositematerialsandtheirelectrochemicalPerformanceforSupercapacitorsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangXiaohuiSupervisor：AssProf.WangHongjuanSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：学校代号：10561学号：201220

2、120213华南理工大学硕士学位论文碳纳米管和石墨烯负载二氧化钌复合电容材料的绿色制备和性能研究作者姓名：王晓慧指导教师姓名、职称：王红娟副教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：工业催化研究方向：多相催化论文提交日期：2015年4月30日论文答辩日期：2015年6月8日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：黄宏宇委员：彭峰余皓王红娟张军华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研宄所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集

3、体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：王略慧曰期：>亡年6月？曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，艮13:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在_____年解密后适用本授权书。vr尔保密，同意在校园网上发布，供校内师生和

4、与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“V”）Bm：>^Jr.^1日期：AiMj电子邮箱：联系地址(含邮编):摘要本文首先以碳纳米管为载体，分别采用体系自身氧化还原和双氧水氧化两种简易方便、绿色环保的制备方法，制备出具有较高比电容量的RuO2/CNTs复合电极材料，考察制备过程中不同变量，如反应时间、反应温度和RuO2负载量等，对RuO2/CNTs复合材料电容性能的影响，从而得出两种制备方法中各变量的最佳值。并对两种方法制备的RuO2/CNTs复合电极材料

5、的结构和电容性能进行了表征、测试。结果发现，两种方法制备的RuO2粒径均较小，且均匀地负载于碳纳米管的表面；体系自身氧化还原法制备出的RuO2/CNTs复合材料整体电容性能优于H2O2氧化法；在最佳制备条件下，体系自身氧化还原法所制备的RuO2/CNTs复合电极材料的电容值可达到261.5F/g。采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯（GO），利用GO和RuCl3自身的氧化还原特性，实现绿色的一步氧化还原法制备RuO2/r-GO纳米复合材料。此法制备的RuO2颗粒分布均匀，粒径较小。电化学测试表明：当反应温度为100℃，RuO2的负载量为40wt%时，复合材料的性能最佳，在1A/g的电流密度

6、下，其比容达到296F/g。在5A/g的电流密度下，复合材料经过1000圈的循环后电容保持率为94.8%，表现出了良好的电化学稳定性。同时，采用H2O2氧化法制备RuO2/r-GO纳米复合材料。结果表明，H2O2氧化法制备的样品的电容性能依然低于体系自身氧化还原法所得样品的电容性能；双氧水在较低温度或者反应的前期起积极作用。对于RuO2/CNTs和RuO2/r-GO复合电容材料，体系自身氧化还原法具有简便、绿色环保的优点，同时RuO2颗粒分布更均匀，粒径更小，稳定性更好，材料的整体电容性能更优；RuO2/r-GO复合电容材料的电容性能略优于RuO2/CNTs的电容性能。关键词：二氧化钌；碳纳米

7、管；氧化石墨烯；复合电极材料；比电容IAbstractThroughtheuseofsimple,convenientandgreenpreparationmethods,namelyselfredoxofthesystemandhydrogenperoxideoxidation,RuO2/CNTscompositewaspreparedwithhighspecificcapacitance.Th