石墨烯基多孔碳材料的制备及其性能研究

发布时间：2022-01-10 18:50

　　随着社会的发展,便携式电子设备、汽车等已成为广大人民生活中的一部分,作为储能领域的重要载体锂离子电池,其传统的负极材料石墨已到极限不能满足更高的功率密度的需求。近年来,石墨烯受到了人们的广泛关注,石墨烯基多孔碳材料被认为是良好的储能材料,在锂离子电池和超级电容器等领域具有较好的应用前景。本文主要通过不同的工艺来制备石墨烯基多孔碳材料,利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、氮气吸脱附等多种表征手法分析,并研究其作为有机蒸气吸附剂、超级电容器电极、锂离子负极材料时的性能。通过二氧化碳活化石墨烯气凝胶和氮掺杂石墨气烯凝胶得到了两种石墨烯基多孔碳材料,pGA和pNGA。该活化过程避免了使用腐蚀性活化剂,繁多的后处理过程和对多孔结构的破坏。pGA具有较高的比表面积(1760 m²g^–1)和大孔体积(5.5 cm³g^–1)。在298K条件下,作为吸附剂表现出高的有机蒸汽吸附量(甲苯,2860 mg g^–1;甲烷,2370 mg g^–1),这是目前多孔碳... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

石墨烯为基本单位构成其他的碳材料示意图

合产品性能的研究耗力，不容易被破坏 低可获得独立的石墨烯纳米片，操作简单，产量高，适合大规模生产制备的石墨存在构完整 较高产品结构完整，溶解性良好，加工性能优异工艺复杂,完整，质量好高产品晶体取向可由基体调控，可获得大面积的石墨烯薄膜工艺复杂，不能大烯薄膜不易基体分离较高 石墨烯的尺寸和厚度可调节 条离法法，顾名思义，就是在溶液中将石墨剥离，所以该方法了合适的溶剂，经分离就可得到石墨烯。制备的过程可纯。Zhang 等人[12]采用碳量子点剥离出了仅有几层的石墨rvez 等人[13]经电化学技术得到了少于 3 层的石墨烯，产率

经低中高温三阶段对石墨进行处理，多余的氧化剂和Cl 祛除，最后用大量超纯水洗涤、干燥。对比之下，Hummers 法都使用发烟硝酸，生产过程中会出现大量 NO2气体。，有些人又对第三种法进行了优化改善，比如，Marcano 等对 H2SO4九分之一的比例加入了 H3PO4，也可得到大量的 GO。易控制。步还原得到石墨烯。化学还原剂有 NaBH4、N2H2、抗坏血酸、处理、光催化、微生物[14]还原等来还原。相沉积法沉积法(CVD)，将绝缘基底或金属基底放入富集碳的氛围中，新结合在基底表面，再腐蚀掉基底即可到石墨烯。Kim 等人制得了石墨烯。Ruoff 等[16]通过该法成功的生长了石墨烯，如图 1-3 所示。


本文编号：3581234