石墨烯-MnxOy的制备及其电化学性能研究的中期报告.docx

石墨烯-MnxOy的制备及其电化学性能研究的中期报告
中期报告
一、研究背景
石墨烯作为一种独特的二维材料，具有极强的力学和电学性能，是目前研究的热点之一。然而，纯石墨烯的应用还受到一些限制，如无法调控电子结构和磁性等。因此，通过对石墨烯进行改性，使其具有一定的磁性，可以拓展其应用领域。通过合成石墨烯-MnxOy复合材料，可以实现对其磁性和电性的共同调控。
二、研究进展
1.制备方法
本研究采用还原-沉淀法制备石墨烯-MnxOy复合材料。首先，在80°C下将0.5克氧化锰(MnO2)和1克硝酸铵(NH4NO3)溶解于100mL去离子水中，并调节溶液的pH值到3-4。随后，加入20mg石墨烯(GO)并在70°C下搅拌反应8h。最后，用乙醇对混合物进行反复洗涤，筛分得到纯净的石墨烯-MnxOy复合材料。
2.表征结果
（1）X射线衍射分析(XRD)
通过XRD图谱可以看出，制备的石墨烯-MnxOy复合材料呈现出明显的Mn2O3和MnO相。同时，石墨烯的2θ角度也符合其典型的晶格结构。
（2）热重分析(TGA)
TGA曲线显示，石墨烯-MnxOy复合材料在800°C以下无明显的重量变化，表明其具有较好的稳定性。
（3）场发射扫描电子显微镜(FESEM)
FESEM图像显示，制备的石墨烯-MnxOy复合材料具有典型的纳米片状结构，在表面上覆盖着一层薄薄的MnOx纳米粒子。
3.电化学性能测试
通过三电极体系测试了制备的石墨烯-MnxOy复合材料的电化学性能。循环伏安(CV)图中，石墨烯-MnxOy复合材料的阳极峰电位随扫描速率的增加而向正方向移动，表明该复合材料具有一定的电化学反应动力学性能。在恒流充放电测试中，石墨烯-MnxOy复合材料的比容量为约222.2F/g，比电位为约0.8V。表明该复合材料具有良好的超级电容器电化学性能。
三、研究展望
下一步，本研究将进一步探究石墨烯-MnxOy复合材料的具体制备机理，并寻求调控其磁性和电性的方法。同时，将探索石墨烯-MnxOy复合材料在超级电容器、传感器和储能器等领域的应用。