球磨辅助超临界CO 2 剥离制备功能化石墨烯及应用
发布时间：2022-07-04 20:54
石墨烯以其在光、电、热等方面表现出的优异性能受到了世界范围的关注,随着石墨烯应用研究的发展,石墨烯已逐渐在军用、民用等领域表现出了广阔的应用前景。但局限于石墨烯的宏量制备工艺使得石墨烯的应用受到了一定的限制,常用的石墨烯生产工艺产量低、成本高、且石墨烯产品质量无法得到保证,因此,开发高效率、低成本、高质量、批量化制备石墨烯的生产工艺在石墨烯由研究走向应用具有十分重大的意义。受液相剥离的启发,利用超临界流体作为剥离介质制备石墨烯的方法已见研究;通过不同的辅助手段可以提升超临界流体剥离的效率,球磨法以其工艺简便处理量大得到了广泛的应用。本论文围绕以球磨辅助超临界CO2剥离制备功能化石墨烯展开系统研究,主要研究内容如下:（1）采用两步法制备硼氮双掺类石墨烯碳纳米材料（BNC）,并将其应用于碱性体系超级电容器电化学性能的研究。在球磨处理时,在石墨原有碳骨架中引入了氮原子和缺陷,使得比电容性能有了显著的提升,但高倍率性能较差。通过后续高温热处理,将硼元素引入其中,随着温度的升高,氮元素的保持率升高,使得BNC材料具有较高的初始电容量,而硼元素的引入使得其在高倍率条件下容量保...
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
创新点
引言
第1章 文献综述
1.1 石墨烯简介
1.1.1 石墨烯发现历程
1.1.2 石墨烯的性质
1.1.3 石墨烯的用途
1.2 石墨烯的制备方法
1.2.1 自上而下法
1.2.2 自下而上法
1.3 超临界流体在石墨烯领域的应用
1.3.1 超临界流体快速膨胀
1.3.2 超临界反溶剂技术
1.3.3 超临界流体化学沉积
1.3.4 超临界CO_2发泡
1.3.5 超临界干燥
1.3.6 超临界流体中还原氧化石墨烯
1.4 超临界流体剥离石墨烯的发展
1.4.1 石墨原料的预处理
1.4.2 超临界流体分子插层过程
1.4.3 石墨的剥离过程
1.4.4 重复插层-剥离过程
1.5 本论文的选题意义及主要研究内容
第2章 球磨处理石墨对其结构性能的影响
2.1 引言
2.2 实验所用原料和设备
2.2.1 实验所用原料
2.2.2 实验所用设备
2.2.3 实验一般过程
2.3 结果与讨论
2.3.1 掺杂类石墨烯碳材料表征
2.3.2 掺杂类石墨烯碳材料电容器性能
2.4 本章小结
第3章 超临界CO_2分子插层对剥离效果的影响
3.1 引言
3.2 实验所用原料和设备
3.2.1 实验所用原料
3.2.2 实验所用设备
3.2.3 计算与实验过程
3.3 结果与讨论
3.3.1 石墨剥离动力学
3.3.2 压力效应
3.3.3 超临界CO_2剥离石墨的本质
3.3.4 石墨烯的表征
3.4 本章小结
第4章 球磨辅助超临界CO_2剥离过程制备寡层石墨烯
4.1 引言
4.2 实验所用原料和设备
4.2.1 实验所用原料
4.2.2 实验所用设备
4.2.3 实验一般过程
4.2.4 剥离机理探究
4.3 结果与讨论
4.3.1 实验参数对剥离效果的影响
4.3.2 石墨烯材料的表征
4.3.3 石墨烯材料锂离子电池性能
4.4 本章小结
第5章 球磨辅助超临界CO_2剥离过程制备亲水性石墨烯
5.1 引言
5.2 实验所用原料和设备
5.2.1 实验所用原料
5.2.2 实验所用设备
5.2.3 实验一般过程
5.2.4 制备机理探究
5.3 结果与表征
5.3.1 亲水性石墨烯材料表征
5.3.2 亲水性石墨烯材料亲水性及分散性表征
5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
附录 A 重复性数据和图表
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]A fluid dynamics route for producing graphene and its analogues[J]. Min Yi,Zhigang Shen,Jinyang Zhu. Chinese Science Bulletin. 2014(16)
本文编号：3655907
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
创新点
引言
第1章 文献综述
1.1 石墨烯简介
1.1.1 石墨烯发现历程
1.1.2 石墨烯的性质
1.1.3 石墨烯的用途
1.2 石墨烯的制备方法
1.2.1 自上而下法
1.2.2 自下而上法
1.3 超临界流体在石墨烯领域的应用
1.3.1 超临界流体快速膨胀
1.3.2 超临界反溶剂技术
1.3.3 超临界流体化学沉积
1.3.4 超临界CO_2发泡
1.3.5 超临界干燥
1.3.6 超临界流体中还原氧化石墨烯
1.4 超临界流体剥离石墨烯的发展
1.4.1 石墨原料的预处理
1.4.2 超临界流体分子插层过程
1.4.3 石墨的剥离过程
1.4.4 重复插层-剥离过程
1.5 本论文的选题意义及主要研究内容
第2章 球磨处理石墨对其结构性能的影响
2.1 引言
2.2 实验所用原料和设备
2.2.1 实验所用原料
2.2.2 实验所用设备
2.2.3 实验一般过程
2.3 结果与讨论
2.3.1 掺杂类石墨烯碳材料表征
2.3.2 掺杂类石墨烯碳材料电容器性能
2.4 本章小结
第3章 超临界CO_2分子插层对剥离效果的影响
3.1 引言
3.2 实验所用原料和设备
3.2.1 实验所用原料
3.2.2 实验所用设备
3.2.3 计算与实验过程
3.3 结果与讨论
3.3.1 石墨剥离动力学
3.3.2 压力效应
3.3.3 超临界CO_2剥离石墨的本质
3.3.4 石墨烯的表征
3.4 本章小结
第4章 球磨辅助超临界CO_2剥离过程制备寡层石墨烯
4.1 引言
4.2 实验所用原料和设备
4.2.1 实验所用原料
4.2.2 实验所用设备
4.2.3 实验一般过程
4.2.4 剥离机理探究
4.3 结果与讨论
4.3.1 实验参数对剥离效果的影响
4.3.2 石墨烯材料的表征
4.3.3 石墨烯材料锂离子电池性能
4.4 本章小结
第5章 球磨辅助超临界CO_2剥离过程制备亲水性石墨烯
5.1 引言
5.2 实验所用原料和设备
5.2.1 实验所用原料
5.2.2 实验所用设备
5.2.3 实验一般过程
5.2.4 制备机理探究
5.3 结果与表征
5.3.1 亲水性石墨烯材料表征
5.3.2 亲水性石墨烯材料亲水性及分散性表征
5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
附录 A 重复性数据和图表
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]A fluid dynamics route for producing graphene and its analogues[J]. Min Yi,Zhigang Shen,Jinyang Zhu. Chinese Science Bulletin. 2014(16)
本文编号：3655907
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3655907.html
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