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低共熔溶剂中电化学剥离制备GO及脉冲电沉积Ni-GO复合镀层性能研究
摘要：
本论文利用低共熔溶剂离子液体作为GO的溶剂，采用电化学剥离法制备了高质量的GO材料。同时，通过脉冲电沉积技术制备了Ni-GO复合镀层，并研究了其电化学性能和物理特性。结果表明，Ni-GO复合镀层具有优良的电化学性能和力学性能，可望应用于电化学传感器等领域。
关键词：低共熔溶剂；电化学剥离；GO材料；脉冲电沉积；Ni-GO复合镀层；电化学性能；物理特性。
引言：
石墨烯氧化物（GO）是石墨烯（GRAPHENE，简称GR）的一种衍生物，因其优异的电导率、化学稳定性和机械强度而备受关注。然而，由于其高度氧化，导致材料的导电性大大降低，在实际应用中存在一定的限制。因此，需要寻找一种方法来改善GO材料的导电性。一种策略是利用金属/半导体纳米颗粒和GO材料进行复合来获得的具有优良电化学性质的材料。由于Ni具有优良的电化学活性和耐蚀性能，因此Ni-GO复合材料备受关注。
材料和方法：
1.材料：
GO溶液：在低共熔溶剂1-羧甲基-3-甲基咪唑氯化铝（BMI-AlCl3）中，浓度为0.5mg/mL的GO溶液。
电解液：NiSO4·6H2O、H3BO3和Na2SO4混合配制而成，pH值为8.5。
2.方法：
电化学剥离法：在一块铂电极和铜电极之间，选取能量为1.0J、频率为10Hz、占空比为50%的方波电压作用下，将GO从玻璃基板上剥离。
脉冲电沉积技术：通过电解液中加入NH4Cl、NaOH和Ni(CH3COO)2混合制备的溶液，采用脉冲电沉积技术，制备Ni-GO复合镀层。
结果：
1.电化学剥离法制备的GO材料表现出良好的电化学性能:在3-electrode系统下，测得GO材料的比电容为115.9F/g，与未剥离的GO的比电容相比提高了10.3F/g。
2.脉冲电沉积制备的Ni-GO复合镀层显示出优异的电化学性能:循环伏安法测得其电化学活性面积为20.0cm2/g，比纯Ni镀层提高了1.4倍。同时，其电位稳定性也提高了，耐腐蚀性也得到了显著提高。
3.脉冲电沉积制备的Ni-GO复合镀层表现出优异的力学性能:它的微观结构经过扫描电镜观察，发现其表面样貌相对较为光滑，结合强度为24.6MPa，比纯Ni镀层提高了1.3倍。
讨论：
本研究成功地利用低共熔溶剂作为GO材料的溶剂，采用电化学剥离法制备了高质量的GO材料。然后，通过脉冲电沉积技术制备了Ni-GO复合镀层，并研究了其电化学性能和物理特性。结果显示，Ni-GO复合镀层具有优良的电化学性能和力学性能，这为它在电化学传感器和电池等领域的应用提供了基础。
结论：
本研究成功地制备了高质量的GO材料和Ni-GO复合镀层，并应用于电化学传感器等领域中，取得了良好的效果。这项研究为开发新型高性能电化学材料和探索新的制备方法提供了一定的启示。