铁基氧化物/氮掺杂石墨烯复合材料的制备及其电化学性能

基本信息
批准号:21763023
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:38.00
负责人:王涛
学科分类:
依托单位:新疆大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:吕燕,鲁振江,刘鹏高,谭洋洋,郭嘉,高莎莎
关键词:
铁基氧化物/氮掺杂石墨烯氨基酸电催化氧还原超级电容器
结项摘要

The synergistic effects of graphene and its derivates composited with other nanomaterials like metals, metal oxides and polymeric materials make it promising for energy storage and conversion devices. Among those nanomaterials, iron oxides (FeOX) are intensively investigated due to their natural abundance, environmentally benign, and intriguing electrochemical properties. Although iron oxides and graphene composites have been well documented for electrochemical energy storage and conversion applications, the development of new synthetic routes continues with an emphasis on morphological control and distribution of iron oxide to achieve enhanced electrochemical properties. In this project, Fe-based oxides/nitrogen doped graphene (FeOX/NG) composites will be synthesized by hydrothermal treatment using graphene oxide and iron salt as precursors, amino acid as morphology assisted agent and doped agent. The morphology, structure and composition of the prepared materials will be characterized and their supercapacitance and electrocatalytic activity toward the oxygen reduction reaction will be tested. The effects of the type and amount of amino acid, the pH value of the solution et al. on the morphology and structure, and ultimately the electrochemical performance will be explored and discussed. The dependency between the size and morphology and the property of composite will be confirmed, and the interaction mechanism between the types of amino acid, the pH value of the solution and the metal oxide and graphene will be explained. And the FeOX/NG composites will be obtained with high electrochemical performance.

将石墨烯与金属、氧化物、聚合物等纳米材料复合,发挥各组份间的协同效应,在能量存储与转化领域具有广阔的应用前景。铁基氧化物(FeOX)具有来源丰富、环境友好、电化学性能优良等特点,是研究较为广泛的金属氧化物材料。尽管FeOX /石墨烯复合材料在电化学应用方面已有较多报道,开发新的制备工艺,特别是实现形貌可控和FeOX的均匀分布,以便获得电化学性能更优的材料仍然是当前的研究重点。本项目拟采用水热法,以氧化石墨烯、铁盐为前驱,氨基酸为形貌辅助剂及氮源,制备铁基氧化物/氮掺杂石墨烯(FeOX/NG)复合材料,表征其形貌、结构组成并测试其超级电容及电催化氧还原性能。探讨氨基酸类型及溶液pH值等因素对材料的形貌、组成及性能的影响规律,明确FeOX复合材料性质与其尺寸形貌的依赖特性,阐明不同类型氨基酸及pH与氧化物及石墨烯的相互作用机制,获得电化学性能优良的FeOX/NG复合材料。

项目摘要

实现形貌可控和FeOX的均匀分布,获得电化学性能更优的材料是当前石墨烯复合电极材料的研究重点。本项目以氧化石墨烯、系列铁盐为前驱,氨基酸为形貌辅助剂及氮源,制备铁基氧化物/氮掺杂石墨烯(FeOX/NG)复合材料,表征其形貌、结构组成并测试其超级电容及电催化氧还原性能。探讨了氨基酸类型及溶液pH值等因素对材料的形貌、组成及性能的影响规律,明确了FeOX复合材料性质与其尺寸形貌的依赖特性,并阐明了不同类型氨基酸及pH与氧化物及石墨烯的相互作用机制,获得系列电化学性能优良的FeOX/NG复合材料。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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资助金额:20.00
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资助金额:25.00
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资助金额:25.00
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资助金额:80.00
项目类别:面上项目
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资助金额:26.00
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资助金额:65.00
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资助金额:58.00
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