氢氧化镍石墨烯复合物水凝胶制备及其性能研究(5)
1.4.2.2.2 均相沉淀法
均相沉淀法[29]是利用某一化学反应，使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢均匀地释放出来，使沉淀在整个溶液体系中均匀出现。具体做法是：（1）向金属盐溶液中加入某种沉淀剂；（2）控制颗粒生成速度，获得粒度均匀、纯度高的纳米微粒。优点：由于沉淀剂并不是立刻与金属盐发生化学反应，而是通过化学反应使沉淀剂在整个溶液中缓慢地释放，这样便可使溶液的过饱和度控制在适当的范围内。同时沉淀剂缓慢释放，克服了由外部向溶液中加入沉淀剂造成分散不均匀的缺点。
1.4.2.2.4 离子交换树脂法
用离子交换树脂法[29]制备纳米氢氧化镍，具有：（1）不需要有机溶剂和表面活性剂；（2）工艺简单；（3）操作方便；（4）后处理容易等优点。张秀英等[26]以离子交换树脂为沉淀剂，在恒温搅拌下将一定浓度的NiCl2溶液加入到已经处理好的碱性离子交换树脂中，连续搅拌反应后，沉淀经分离、洗涤、干燥后得淡绿色Ni(OH)2超微粒子。通过TEM观察，Ni(OH)2粒子的平均粒径大小约为20 nm。
1.4.2.2.3 无水乙醇溶剂法
魏莹等[27]用无水乙醇法制备Ni(OH)2。制备过程是将非离子表面活性剂TX-100(OP)和无水乙醇按一定比例配制成溶液，加入一定浓度的氨水-乙醇溶液，反应溶液呈透明状，控制反应温度在25℃左右。最终，制得的Ni(OH)2为纳米级别。
1.4.2.3 水热法
水热法[30]是以高压反应釜作为反应器，以水溶液作为反应介质，在高于100℃和高于101 kPa的环境下实现从原子级到分子级的微粒构筑和生长。优点：（1）此法可以使晶体在相对低的热应力条件下生长，其位错密度远低于高温熔体生长的晶体；（2）可以得到其他方法难以获取的低温同质异构体；（3）水热体系中存在着溶液的快速对流和十分有效的溶质扩散；（4）反应时间短、产品尺寸均匀、分散性好、工艺条件容易控制。
1.5 水凝胶
石墨烯基电极材料常常没有足够大的孔作为电解液的通道。而且，石墨烯制成的电极材料与其他所有的电极材料相似，会带来额外的电阻。因此，制备出团聚程度低，自负载，无粘结剂的电极材料特别应用于超级电容器上，是十分重要的[31]。
1.5.1 水凝胶的优点
石墨烯水凝胶具有高机械强度、较好的环境稳定性、染料承载能力和自愈性能 [32]。水凝胶形成的三文网状结构应用于双电层电容器时，易于离子在石墨烯基电极材料之间扩散。而且，独特的三文形态，使得更多的石墨烯片层暴露在电解液中，为电解液的传导提供了无障碍通道[31]。
1.5.2 石墨烯水凝胶的制备
1.5.2.1 GO水热还原法
通过一步水热还原法制备出石墨烯水凝胶，形成的水凝胶再通过水合肼（Hz）或氢碘酸进行进一步的还原，来提高材料的导电性。经过Hz还原后的材料用于超级电容器，其电容在电流密度为1 A/g时可高达220 F/g，在电流密度为100 A/g时降至该值的74 %。同时，该超级电容器具有较高的功率密度以及循环寿命。以上这些优异的性能都使其有希望应用于高速率下的充放电过程[31]。
1.5.2.2 化学氧化还原法
以抗坏血酸钠为还原剂，通过化学还原氧化石墨烯制备高性能石墨烯自组装水凝胶[32]。用扫描电镜，流变及电导率测试，光电子能谱，X-射线晶体衍射和拉曼光谱等手段对该石墨烯水凝胶的结构与性能进行表征。结果表明：化学还原氧化石墨烯对形成石墨烯水凝胶具有决定性作用。该石墨烯水凝胶具有优异的导电性（1 S/m），机械强度和电化学性能。在1 mol/L的硫酸电解质溶液中，通过1.2 A/g的恒电流充放电测试，石墨烯水凝胶电极的比电容高达240 F/g。
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