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柔性石墨烯纤维的可控制备及性能探究

发布时间:2018-06-28 04:04

  本文选题:氧化石墨烯 + 石墨烯纤维 ; 参考:《北京服装学院》2017年硕士论文


【摘要】:以石墨为原料,通过改进的Hummers法制得氧化石墨烯;再以抗坏血酸为还原剂,采用低温诱导化学还原自组装的方式成功制备得到石墨烯纤维。通过红外光谱(FTIR)和X-射线衍射图谱(XRD)分析可知,石墨烯纤维得到了较好的还原。经过扫描电子显微镜的观察,制备的石墨烯纤维表面光滑,直径约为130um,纤维内石墨烯片层大小均匀沿纤维径向取向排列。石墨烯纤维的断裂强度达到236MPa,表现出良好的的机械柔韧性。为了探究石墨烯的电化学性能,以石墨烯纤维为柔性工作电极,组建三电极测试体系进行电化学性能测试。在200mAh g-1的电流密度下,测得的比电容达185.7F g-1,经500个循环之后,比电容为140.8F g-1,保持原来的75%,充分体现了良好的循环稳定性。为了进一步提高纤维的电化学性能,将羧化碳纳米管或二氧化锰与石墨烯纤维进行复合,测得的比电容也有了明显的提升。其中石墨烯/碳纳米管复合纤维表现出与纯石墨烯纤维同等的机械柔韧性,比电容达到245.2 F g-1;石墨烯/二氧化锰复合纤维的电化学性能更加优异,比电容高达363.2 F g-1。同时,两种石墨烯基复合纤维均表现良好的循环稳定性。
[Abstract]:Graphene oxide was obtained by improved Hummers method with graphite as raw material. The graphene fiber was successfully prepared by using ascorbic acid as a reducing agent and using low temperature induced chemical reduction self assembly. Through the analysis of FTIR and X- ray diffraction Atlas (XRD), the graphene fibers were well known to be reduced by scanning electricity. The surface of the graphene fiber prepared by the SUBMICROSCOPE is smooth, the diameter of the fiber is about 130um, the size of the inner layer of the graphene is arranged uniformly along the radial direction. The fracture strength of the graphene fiber reaches 236MPa, showing good mechanical flexibility. In order to explore the electrochemical properties of graphene, the graphene fiber is used as flexible working electricity. At the current density of 200mAh g-1, the specific capacitance reached 185.7F g-1, after 500 cycles, the specific capacitance was 140.8F g-1, which kept the original 75%, fully reflecting the good cyclic stability. In order to further improve the electrochemical properties of the fibers, carboxylation CNTs or CNT will be improved. Manganese dioxide and graphene fiber are combined to improve the specific capacitance. In the composite fiber, graphene / carbon nanotube composite fiber shows the same mechanical flexibility as pure graphene fiber, the specific capacitance reaches 245.2 F g-1, and the electrochemistry performance of the graphene / manganese dioxide composite fiber is better, and the specific capacitance is up to 363.2 F g-1. At the same time, two kinds of graphene based composite fibers exhibited good cycling stability.
【学位授予单位】:北京服装学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TQ343

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本文编号:2076656

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