三维石墨烯材料的制备及其电化学性能研究

发布时间：2024-07-07 09:46

　　石墨烯材料的迷人特性使其在电能转换与存储装置,可穿戴电子产品,智能纺织品,传感器等方面展现了广阔的应用前景。用于电极活性材料时,二维石墨烯不可避免的因为材料的紧密堆叠而导致内部结构缺陷度高,减小了有效可吸附电荷存储面积,降低石墨烯本身的电荷存储容量。三维石墨烯材料由物理或化学交联的石墨烯片组成,不仅克服了相邻石墨烯片之间强烈的范德华相互作用引起的再堆积,而且具有比表面积大,电子导电性好和多孔结构。本文旨在探索三维石墨烯材料的简便制备工艺。本文使用了改进的Hummers法制备得到氧化石墨烯,通过离心对石墨烯进行液晶化和非液晶化的处理,通过针管滴定凝固浴的方法获得大比表面积的三维石墨烯球,研究液晶相与非液晶相氧化石墨烯的不同片层结构及其在不同的凝固浴中的石墨烯球形成机制,测试了滴定的三维石墨烯球的电荷存储性能。主要研究内容如下:(1)乙醇置换水相的氧化石墨烯在偏光显微镜(POM)下为向列相液晶。通过探索和研究,发现浓度为10 mg/ml的氧化石墨烯乙醇溶液滴定在凝固浴为NaOH:CH₃CH₂OH=1:3中所得到的三维石墨烯球形貌最佳。XRD结果表...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 氧化石墨烯
        1.2.1 简介
        1.2.2 氧化石墨烯性质
        1.2.3 宏观组装
            1.2.3.1 零维石墨烯球
            1.2.3.2 一维石墨烯纤维
            1.2.3.3 二维石墨烯薄膜
            1.2.3.4 三维石墨烯
        1.2.4 应用
    1.3 石墨烯超级电容器
    1.4 研究内容和意义
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 研究内容
第二章 实验方法
    2.1 实验试剂
    2.2 实验仪器与设备
        2.2.1 扫描电子显微镜(SEM)
        2.2.2 X射线衍射仪(XRD)
        2.2.3 偏光显微镜(POM)
        2.2.4 傅里叶红外光谱(FT-IR)
        2.2.5 拉曼光谱(Raman)
        2.2.6 电化学性能测试
    2.3 三维石墨烯球的制备与超级电容器组装
第三章 液晶法制备的三维石墨烯
    3.1 引言
    3.2 醇碱比对3DRGS的影响
    3.3 不同浓度的GO对3DRGS的影响
        3.3.1 物相
        3.3.2 宏观形貌
        3.3.3 微观形貌
        3.3.4 表面化学态
        3.3.5 电化学性能测试
    3.4 不同凝固浴对3DRGS的影响
        3.4.1 宏观形貌
        3.4.2 微观形貌
        3.4.3 表面化学态
        3.4.4 电化学性能测试
    3.5 本章小结
第四章 非液晶法制备的三维石墨烯
    4.1 引言
    4.2 pH值对3DRGS成形的影响
        4.2.1 非液晶相石墨烯
        4.2.2 宏观形貌
        4.2.3 物相表征
        4.2.4 拉曼光谱
    4.3 凝固浴对3DRGS成形的影响
        4.3.1 宏观形貌
        4.3.2 微观形貌
        4.3.3 表面化学态
        4.3.4 电化学性能
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
附录 在研期间发表论文



本文编号：4003523