Page 58 - 精细化工2020年第2期

·260· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

材料，经过微波水热反应后 SP1.0 中 PPy 的球状形 含氧官能团与 SP1.0 的 PPy 链发生的复合反应 [35] 。
貌变成了片状。其中 GS 分散在 SP1.0 表面，可以有 图 4 为样品的 Raman 光谱。纯 Si 样品在 519
–1
效地增强 SP1.0 之间的导电性。由图 2g 可见，GS 和 968 cm 处存在两个特征峰。GS 复合材料在 1340
–1
复合材料的片层较薄，SnO 2 颗粒分散均匀。由图 2h 和 1595 cm 处为石墨烯的 D 峰和 G 峰，分别对应
2
可见，SnO 2 分散得较好，而且晶格条纹清晰可见， 着石墨烯的缺陷诱导振动和碳原子 sp 杂化振动 [36] ，
经过测量晶格条纹的间距为 d=0.33 nm，对应着 其中 G 峰强度（I G ）与 D 峰强度（I D ）的比值反映
SnO 2 的(110)晶面。 了石墨烯的缺陷程度，经过计算 I G /I D =0.85，D 峰强
图 3 为样品的 XRD 谱图。由图 3a 可见，球磨 度高说明 Hummers 法制备的石墨烯存在较多缺陷。
–1
后的 Si 粉和 SP 复合材料在 2θ=28.4°、47.2°、56.0°、 SP1.0 复合材料除了 519 和 968 cm 处的两个 Si 特
–1
69.2°、76.5°和 87.9°处为 Si 的特征衍射峰，分别对 征峰外，在 1384 和 1555 cm 处存在两个较弱的特
应着标准 JCPDS 卡号#65-1060 的 SI 晶体中的(111)、 征峰（见图 4 内插图），分别对应着 PPy 中吡咯环和
[6]
(220)、(311)、(400)、(331)和(422)晶面衍射峰 。当 C==C 键的伸缩振动。在 GSSP 样品中依然可以看到
PPy 包覆 Si 后，可以看到 Si 的衍射峰强度随着 PPy 519 和 968 cm –1 处 Si 的特征峰。位于 1378 和
–1
含量的升高而逐渐降低。而且 SP 复合材料在 2θ=24° 1528 cm 的特征峰是石墨烯特征峰与 PPy 特征峰发
左右逐渐出现了一个非晶态 PPy 的峰 [35] （见图 3a 生重叠的结果，与石墨烯和 PPy 之间的 π–π 共轭和
内插图），由于 PPy 结晶性差，其衍射峰呈现宽峰， 氢键作用有关 [36] 。

且峰强度随着 PPy 增多而升高。

图 4 样品的 Raman 谱图
Fig. 4 Raman spectra of samples

图 5 是 GS、SP1.0 和 GSSP 材料的 N 2 吸附-脱
附等温曲线。GS、SP1.0 和 GSSP 的 BET 比表面积
2
分别为 103.33、213.52 和 260.16 m /g，曲线呈现典
型介孔材料Ⅲ型等温线。Ⅲ型等温线的比表面积主
要由孔隙提供。吸附量越大说明材料的孔隙越多。
+
较多的孔隙有利于 Li 在孔隙通道中的迁移。从而可
以提高锂离子电池的倍率性能。

图 3 样品的 XRD 谱图
Fig. 3 XRD patterns of samples

由图 3b 可知，GS 复合材料在 2θ=26.6°、33.5°、
52.7°和 65.8°处为 SnO 2 的特征峰，分别对应着标准
卡片 JCPDS 卡号#46-1088 的 SnO 2 晶体的(110)、
(101)、(211)和(301)晶面衍射峰，这与 HRTEM 的结
论基本吻合。由于 SnO 2 与石墨烯复合导致 SnO 2 的
晶面衍射峰变宽。石墨烯的结晶度较 SnO 2 差，复合
后 SnO 2 的晶型也不完整。GSSP 复合材料中可以明

显看见 Si 的特征衍射峰和 SnO 2 的特征衍射峰。其 图 5 样品的 N 2 吸附-脱附等温曲线
中，SnO 2 的衍射峰略微向右偏移归因于 GS 残存的 Fig. 5 Nitrogen adsorption/desorption of samples