有机分子功能化石墨烯及其增强的电容性能

发布时间：2021-08-26 07:38

　　超级电容器,一种新型储能装置,因具有比功率高和循环稳定性好等优点而倍受研究者的关注。电极是超级电容器的重要构成元件,而电极材料作为构筑电极的重要组成部分对超级电容器性能的影响显著。因此,开发具有优良电化学性能的电极材料对于超级电容器的发展至关重要。近年来,石墨烯由于具有大的比表面积,高的导电性,良好的化学稳定性被认为是有前途的超级电容器的电极材料。然而,石墨烯片层间由于范德华力,使其容易团聚或堆垛,不利于石墨烯性能的彰显。因此,研究者试图将有机电活性分子引入到石墨烯体系,在有效地防止了石墨烯的团聚的同时给体系引入赝电容,从而使材料的电容行为得到改善。论文研究选择石墨烯作为基质材料,通过非共价键功能化的方法将特定的有机小分子附着在石墨烯表面,从而制备了具有高性能的石墨烯基复合材料。一方面对材料的形貌,结构作了详细的表征,另外也对材料的电容性能作了全方位的评估和检测。主要内容概括如下:通过非共价键功能化的方法合成了具有优异电化学性能的还原氧化石墨烯/双酚A复合物。在复合物中,双酚A通过π-π堆积作用,吸附到还原氧化石墨烯表面。还原氧化石墨烯提供了双电层电容,而双酚A则通过快速的氧化还原反应... 

【文章来源】：西北师范大学甘肃省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超级电容器概述
        1.2.1 超级电容器的基本原理及分类
        1.2.2 超级电容器的特点
    1.3 超级电容器电极材料
        1.3.1 金属氧化物材料
        1.3.2 导电聚合物电极材料
        1.3.3 碳材料
    1.4 石墨烯制备方法
        1.4.1 机械剥离法
        1.4.2 化学剥离
        1.4.3 溶剂热法
        1.4.4 催化生长法
        1.4.5 电化学剥离法
    1.5 石墨烯的功能化
        1.5.1 石墨烯的共价键功能化修饰
        1.5.2 石墨烯的非共价键功能化修饰
        1.5.3 石墨烯的掺杂功能化
    1.6 立题依据、研究内容及方案
    参考文献
第二章 双酚A非共价键功能化的石墨烯及其超电容行为
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料和仪器
        2.2.2 氧化石墨的制备
        2.2.3 RGO, RGO/BPA复合物的形成
        2.2.4 材料表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 RGO/BPA复合物的形成过程
        2.3.2 XRD 分析
        2.3.3 紫外光谱分析
        2.3.4 形貌分析
        2.3.5 比表面积分析
    2.4 电化学表征
        2.4.1 循环伏安测试
        2.4.2 恒电流充放电分析
        2.4.3 循环稳定性
        2.4.4 交流阻抗分析
    2.5 本章小结
    参考文献
第三章 1-萘酚/还原氧化石墨烯复合材料的制备及超电容性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料和仪器
        3.2.2 氧化石墨的制备
        3.2.3 复合材料的制备
        3.2.4 材料表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 结构表征
        3.3.2 电化学表征
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 功能化的石墨烯水凝胶及其电容行为
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料和仪器
        4.2.2 氧化石墨的制备
        4.2.3 功能化的石墨烯水凝胶的合成
        4.2.4 材料表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 结构表征
        4.3.2 电化学表征
    4.4 本章小结
    参考文献
硕士期间发表论文目录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[2]Tert-butylhydroquinone-decorated graphene nanosheets and their enhanced capacitive behaviors[J]. WANG HuanWen,WU HongYing,CHANG YanQin,CHEN YanLi & HU ZhongAi Key Laboratory of Eco-Environment-Related Polymer Materials of Ministry of Education,Key Laboratory of Polymer Materials of Gansu Province,College of Chemistry and Chemical Engineering,Northwest Normal University,Lanzhou 730070,China.  Chinese Science Bulletin. 2011(20)
[3]超级电容器电极材料的研究发展[J]. 王康,余爱梅,郑华均.  浙江化工. 2010(04)
[4]超级电容器的原理及应用[J]. 陈英放,李媛媛,邓梅根.  电子元件与材料. 2008(04)
[5]应用于超级电容器的碳纳米管电极的几个特点[J]. 马仁志,魏秉庆,徐才录,梁吉,吴德海.  清华大学学报(自然科学版). 2000(08)
[6]基于碳纳米管的超级电容器[J]. 马仁志,魏秉庆,徐才录,梁吉,吴德海.  中国科学E辑:技术科学. 2000(02)



本文编号：3363834