一步法制备的还原氧化石墨烯/二氧化锰复合材料形貌控制及其电化学性能

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文章编号： 16726987（2019）04006008； DOI： 10.16351/j.16726987.2019.04.007

曹宁， 谭冬阳（中国石油大学（华东） 材料科学与工程学院，山东 青岛 266580）

摘要： 提出了一种简易的一步水热法，通过原位合成的方法制备还原氧化石墨烯和MnO2（rGO/MnO2）复合电极材料。通过改变GO悬浮液的初始浓度对其形貌进行调控，制备了具有纳米花状、纳米棒状以及混合纳米结构MnO2的rGO/MnO2复合电极。MnO2的形貌在提高电化学性能方面起着重要的作用。与其它两种形貌相比，纳米花状结构的rGO/MnO2复合材料提供了更多的空间和氧化还原活性位点，因此具有更好的电化学能量储存能力。纳米花状结构的rGO/MnO2在6 mol·L-1 KOH电解质中表现出高的比电容（在电流密度为1 A·g-1时，比电容为310 F·g-1）、高扫描速率下超高的氧化还原反应活性和良好的循环稳定性（15 A·g-1电流密度下循环1 000次后容量保持率为93%），表明纳米花状结构的rGO/MnO2在储能领域具有良好的前景。

关键词： 还原氧化石墨烯； 二氧化锰； 一步水热法； 能量储存； 形貌控制

中图分类号： TQ 207+.2文献标志码： A

引用格式： 曹宁， 谭冬阳. 一步法制备的还原氧化石墨烯/二氧化锰复合材料形貌控制及其电化学性能\[J\]. 青岛科技大学学报（自然科学版）， 2019， 40（4）： 6067.

CAO Ning, TAN Dongyang. Facile fabrication of morphologycontrolled rGO/MnO2 nanocomposites via onestep hydrothermal method for supercapacitor application\[J\]. Journal of Qingdao University of Science and Technology（Natural Science Edition), 2019, 40(4)： 6067.

Facile Fabrication of Morphologycontrolled rGO/MnO2 Nanocomposites

Via Onestep Hydrothermal Method for Supercapacitor Application

CAO Ning, TAN Dongyang

(School of Materials Science and Engineering, China University of Petroleum, Qingdao 266580, China)

Abstract: This paper proposes a facile onestep hydrothermal method to fabricate morphologycontrolled reduced graphene oxide with MnO2 (rGO/MnO2) hybrid electrode via insitu synthesis method. By changing the initial GO concentration, we prepare rGO/MnO2 hybrid electrode with flowerlike, nanorodlike and hybridlike MnO2 nanostructures. The morphology of MnO2 plays an important role in the higher electrochemical performance. The rGO/MnO2 composite nanomaterial with flowerlike structure provides more space and more redox active sites, in comparison to the other two morphologies, which results in better electrochemical energy storage behavior. The rGO/MnO2 with flowerlike structure exhibits high specific capacitance of 310 F·g-1 at the current density of 1 A·g-1, super redox activity at high scan rates and excellent cycling stability (capacitance retention of 93% at 15 A·g-1 after 1 000 cycles) in 6 mol·L-1 KOH electrolyte, which suggests that rGO/MnO2 with flowerlike structure is a promising candidate in the field of energy storage.

Key words: reduced graphene oxide; MnO2; onestep hydrothermal; energy storage; morphologycontrolled

收稿日期：  20180928

基金项目： 国家自然科学基金项目（51701240）；山东省重点研发计划项目(2017GGX20123);中央高校基本科研业务费专项资金项目(17CX02063);青岛市应用基础研究计划项目(165184jch).

作者简介： 曹宁(1982—),男,副教授.