成果简介
石墨烯基纳米复合材料作为储能装置的阴极材料被广泛研究。本文，米尔普尔科技大学Javeed Akhtar、Khalid Hussain Thebo等研究人员在《Results in Engineering》期刊发表名为“Facile synthesis of SnO2/graphene and Bi–SnO2/graphene-based nanocomposites as electrode materials for energy storage devices”的论文，研究采用电化学和湿化学相结合的方法合成了氧化锡改性石墨烯（SnO2/G）和掺铋SnO2/G（Bi-SnO2/G）纳米复合材料。使用拉曼光谱、X 射线衍射、傅立叶变换光谱和扫描电子显微镜对制备的纳米复合材料进行了表征。
此外，还利用电化学阻抗谱（EIS）、电静态充放电（GCD）曲线和循环伏安法（CV）评估了 SnO2/G 和 Bi-SnO2/G 纳米复合材料的超电容特性。与制备的原始石墨烯（108 F/g）和二氧化锡纳米颗粒（117 F/g）相比，SnO2/G 和 Bi-SnO2/G 纳米复合材料的电化学性能在 5 mV/s 时分别达到了 487 F/g 和 174 F/g。而 GCD 研究证实了这些电极的循环稳定性。总之，SnO2/G 和 Bi-SnO2/G 纳米复合材料在所有测试中都表现出了良好的电化学特性。
图文导读
图1. (a, b) 原始石墨烯的 SEM 表面图像和 EDX 分析。(c、d）分别为 SnO2/G 和 Bi-SnO2/G 纳米复合材料的扫描电镜表面形貌。
图2. 石墨、离心30分钟（G1）和10分钟（G2）的原始石墨烯纳米片、G-SnO2 和 Bi-G-SnO2 (e) 纳米复合材料的 XRD 图。
图3. (a,b) 分别为石墨烯基复合材料的傅立叶变换红外光谱和拉曼光谱研究。
图4. 分别为（a）石墨烯、（b）G-SnO2 和（c）Bi-G-SnO2 纳米复合材料的循环伏特图。(d) Csp 与扫描速率的关系。
图5. GCD 充电-放电图（a）石墨烯，（b）G-SnO2 纳米复合材料，（c）Bi-G/SnO2。(d) Csp 与电荷密度的关系。
图6：（a、b）不同电极的 SnO2/G 和 Bi-SnO2/G 纳米复合材料在 1 M Na2SO4 溶液中的奈奎斯特阻抗图，分别在不同频率范围内沿着等效电路显示电极的抗冲行为。
小结
我们采用电化学和湿化学方法成功制备了 SnO2/G 和 Bi-SnO2/G 纳米复合材料。利用 XRD、傅立叶变换红外光谱、扫描电镜和拉曼光谱对制备的纳米材料进行了表征。此外，还通过CV、GCD和EIS研究了SnO2/G和Bi-SnO2/G纳米复合材料的超电容特性。在 5 mV/s 时，SnO2/G 和 Bi-SnO2/G 纳米复合材料的电化学性能表现良好，Csp分别为 487F/g和174F/g。这比制备的纯石墨烯（108 F/g）高出数倍，也高于SnO2 NPs（117 F/g）。石墨烯和 SnO2 NPs 的超强导电性共同促成了这一现象，这是它们的协同效应造成的。在高达 1000 的不同循环次数下进行的 CV 分析证实，纳米复合电极具有出色的循环稳定性，例如 SnO2/G 和 Bi-SnO2/G 的循环稳定性分别为 95.21% 和 92.6%。总之，在进行的所有测试中，SnO2/G 和 Bi-SnO2/G 纳米复合材料都表现出了良好的电化学特性。
文献：
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