纳米介孔炭微球/石墨烯夹层复合材料的制备与性能研究

发布时间：2023-01-15 15:34

　　介孔炭材料由于具有大的比表面积,大的孔容以及易控制的孔道结构使其在超级电容器方面有很大的应用,但由于其导电性能差,大大限制其应用。石墨烯是由单层碳原子紧密堆积的碳材料,其具备优异的导热性、导电性、化学稳定性及力学性能,但石墨烯的π-π相互作用使其在溶剂中极易团聚,从而降低其比表面积。因此,本论文综合介孔炭微球及石墨烯的优缺点,通过软模板法制备出纳米介孔炭微球材料及纳米介孔炭微球/石墨烯夹层复合材料。本实验主要考察了AMP含量、CTAB含量及老化温度因素对合成纳米介孔炭微球和纳米介孔炭微球/石墨烯夹层复合材料的形貌和结构的影响。实验结果表明:在AMP含量为43%时合成的介孔炭微球（MCS）的BET比表面积为797.535 m2/g,孔径为3.805 nm,相比于其他含量的AMP合成的介孔炭微球其比表面积最大且孔径分布较宽。纳米介孔炭微球/石墨烯夹层复合材料在140℃老化条件下具有明显的球状及层状结构。当CTAB含量为40%时合成的纳米介孔炭微球/石墨烯夹层复合材料分散最好,形成的炭球颗粒均匀分散在层状石墨烯表面,其XRD特征峰强度显著增强。电化学分析结果表明,制备的介孔碳/石墨烯夹层复合... 

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 纳米介孔炭材料
        1.2.1 介孔炭材料简介
        1.2.2 介孔炭材料的合成方法
        1.2.3 介孔材料的合成机理
    1.3 石墨烯基复合材料研究进展
    1.4 介孔炭/石墨烯复合材料研究进展
    1.5 本论文主要研究内容及技术路线
        1.5.1 主要研究内容
        1.5.2 技术路线
2 实验部分
    2.1 实验原料及设备仪器
    2.2 水性中间相沥青的制备
    2.3 纳米介孔炭微球材料的制备
    2.4 纳米介孔炭微球/石墨烯夹层复合材料的制备
    2.5 材料的表征方法
        2.5.1 扫描电子显微镜分析(SEM)
        2.5.2 透射电子显微镜分析(TEM)
        2.5.3 X射线衍射分析(XRD)
        2.5.4 氮气吸附脱附
        2.5.5 红外光谱分析(FTIR)
        2.5.6 热重分析(TG)
        2.5.7 表面电位分析(Zeta电位)
        2.5.8 电化学性能测试
3 表面活性剂和碳源自组装制备纳米介孔炭微球材料
    3.1 前言
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 TEM分析
        3.2.2 SEM分析
        3.2.3 氮气吸脱附分析
        3.2.4 XRD分析
        3.2.5 FTIR分析
    3.3 本章小结
4 三组分共组装制备纳米介孔炭微球/石墨烯夹层复合材料
    4.1 前言
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 SEM分析
        4.2.2 TEM分析
        4.2.3 氮气吸脱附分析
        4.2.4 XRD分析
        4.2.5 FTIR分析
        4.2.6 TG分析
        4.2.7 Zeta分析
        4.2.8 电化学分析
    4.3 机理分析
    4.4 本章小结
5 结论
致谢
参考文献
附录



本文编号：3731206