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NH4V4O10纳米带的合成、改性及其电化学性能研究∗

王念;周超;李力;孙玉恒

【摘要】以偏钒酸铵为前驱体，采用水热法合成了纯净的单晶NH4V4O10纳米

带，同时在水热合成过程中添加氧化石墨烯对其进行了掺杂改性研究。通过XRD、

TEM、HRTEM和循环伏安法等测试手段对产物的结构和电化学性能进行了表征和

测试。研究发现，生长溶液的pH值决定着NH4V4O10纳米晶体的结构与形貌。

由于氧化石墨烯在水热条件下被还原，相对于未添加氧化石墨烯的NH4V4O10

纳米带，添加氧化石墨烯掺杂改性的NH4V4O10纳米带的导电能力显著提高。

很明显，采用氧化石墨烯掺杂的方法有利于改善NH4V4O10纳米带的电化学性

能。%Single-crystallineandpureNH4V4O10nanobeltsweresuccessfully

synthesizedbyasimplehydrother-malmethod.Basedonthese

techniques,one-dimensionalNH4V4O10nanobeltsalsoweresynthesized

byaddingabout3%molgrapheneoxide.Theresultingproductswere

tetragonalzircon-typestructureandcharacterizedusing

XRD,SEM,TEM,HRTEMandCyclicVoltammetry.Becauseofbeingreduced

ofgrapheneoxideduringthehydrothermalreaction,theconductive

capabilityoftheNH4V4O10nanobeltsdopingthegrapheneoxidewas

improvedobviouslythanthepureNH4V4O10nanobelts.Itwasconcluded

thattheelectrochemicalperformanceofNH4V4O10nanobeltscanbe

improvedbydopingthegrapheneoxide.

【期刊名称】《功能材料》

【年(卷),期】2015(000)006

【总页数】4页(P6049-6052)

【关键词】NH4V4O10纳米带;pH值;氧化石墨烯;电化学性能

【作者】王念;周超;李力;孙玉恒

【作者单位】重庆交通大学土木建筑学院，重庆400074;重庆交通大学土木建筑

学院，重庆400074;重庆交通大学土木建筑学院，重庆400074;重庆交通大学土

木建筑学院，重庆400074

【正文语种】中文

【中图分类】TB34

1引言

钒酸盐作为一类典型的层状化合物，由于其价态和结构的多样性和灵活性，从而作

为重要的信息材料而被广泛应用于光学、电学和磁学等方面［1-5］。钒酸铵纳米

材料作为一类重要的钒酸盐，具有钒氧多面体构成的层状结构，其中，NH4+位于

钒氧多面体形成的层间［6-7］。石墨烯即单层石墨片，具有独特的单原子层二维

晶体结构，集多种优异特性于一身，如超高的载流子迁移率、电导率、热导率、透

光性、强度等，在电子、信息、能源、材料和生物医药等领域具有重大的应用前景

［8-11］。因此，在钒酸铵本身具有较好电传导性能的基础上，对其掺入适量石

墨烯进行改性，有望得到一类新型的具有较高理论比容量的锂离子电池电极材料。

随着实验手段和技术的提高，设计和控制钒酸盐材料形成低维纳米结构从而控制材

料的性能成为可能［12-14］。目前，NH4V4O10纳米材料的制备方法主要有

热分解法和水热法［15-17］。近年来，国内外学者已经用水热法合成了一些钒酸

铵相关的纳米材料，并对其电化学性能进行了研究，然而研究也发现现有钒酸铵纳

米材料的电化学性能距离其成为实用化的锂离子电池电极材料还存在一定的差距。

本文在水热法合成钒酸铵纳米材料的同时，掺入适量的石墨烯对其进行掺