三维石墨烯和其复合材料的制备及其电化学性能的研究

发布时间：2021-04-05 10:53

　　本论文中的实验都是采用简单易行的水热法合成的。采用水热法成功的合成出三维石墨烯水凝胶;采用水热法成功制备石墨烯水凝胶负载银纳米粒子（Ag/GH）;采用低温水热法制备出掺氮石墨烯水凝胶。通过透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、场发射扫描电镜（FESEM）和拉曼光谱对石墨烯水凝胶以及复合物的结构和形貌进行表征分析。同时,我们利用电化学工作站对材料进行循环伏安（CV）、恒电流充放电、和交流阻抗等测试来探索制备出的材料电化学性能。具体的实验主要可以分为三个部分:1.通过低温一步水热法合成出石墨烯水凝胶,并将其作为超级电容器的电极材料。石墨烯水凝胶具有独特的三维多孔网络状结构和大的比表面积可以提高电解液中离子的扩散能力和电子运输能力,在电化学测试中展现出良好的电化学性能。2.通过一步水热合成法制备出石墨烯水凝胶负载银纳米粒子复合材料。石墨烯水凝胶的三维多孔结构和大的比表面积可以为银纳米粒子提供更多的活性位点,银纳米粒子可以增加石墨烯水凝胶的导电性和提高电子转移的能力,两者相互结合大大提高了催化能力。3.采用水热法合成出不同的掺氮量的掺氮石墨烯并研究其电化学性能。... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．５?ＣＶＤ模板法制备的三维石墨烯??Ｆｉｇｌ?．５?Ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｂｙ?ＣＶＤ?ｔｅｍｐｌａｔｅ?ｍｅｔｈｏｄ??

料具有很好的应用前景。??議＿遷??图１．５?ＣＶＤ模板法制备的三维石墨烯??Ｆｉｇｌ?．５?Ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｂｙ?ＣＶＤ?ｔｅｍｐｌａｔｅ?ｍｅｔｈｏｄ??１．３．１．２Ｓｉ０２?模板法??如何制备高孔隙率和尺寸为几十纳米级别的三维石墨烯一直是科学界的一项??挑战。Ｚｈａｏ等人以改性后的Ｓｉ０２球为模板制备出纳米尺寸的三维石墨烯，孔径大??小可以自行控制，同时还具有巨大的比表面积、优异的导电率和比较高的孔隙率??（４＿３ｃｍ７ｇ）。??１．３．１．３冰模板法??冰模板法是利用冰作为模板的冷冻干燥法，是液相体系中制备多孔材料的常??用方法［４＇］。Ｓｔｅｐｈｅｎ?Ｍａｎｎ课题组采用冰模板法成功的制备出三维石墨稀。主要的??过程：首先用ＰＳＳ修饰石墨烯得到ＰＳＳ－Ｇ，然后再与ＰＶＡ按照一定的质量比例经??过液氮冷冻处理后得到具有多孔结构的三维石墨烯［４８］。Ｑｉｕ等人通过冰模板法制备??出具有三维结构的Ａｇ／ＲＧＯ和Ａｕ／ＲＧＯ复合材料，同时表现出高效的催化活性。??９??

提供一个特殊的反应环境，有利于离子的扩散和反应动力学，多维的通道途径有??益于电荷的转移。最近，Ｃｈｅｎ课题组［６３］通过模板ＣＶＤ法制备出三维石墨烯水凝??胶负载Ｃ〇３０４；在催化葡萄糖时表现出很高的灵敏性和选择性，如图１．７所示。这??些结果说明三维石墨烯水凝胶作为催化剂的载体可以提高催化性能。??１１??


本文编号：3119499