本文關(guān)鍵詞：機(jī)械球磨法制備石墨烯量子點(diǎn)及其在超級(jí)電容器中的應(yīng)用　出處：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 機(jī)械球磨 石墨烯量子點(diǎn)(GQDs) 動(dòng)力學(xué) 復(fù)合材料 比電容

【摘要】：一種新型的碳納米材料,即石墨烯量子點(diǎn)(GQDs),其尺寸在10 nm以下。由于GQDs顯示熒光特性,因此大多數(shù)應(yīng)用集中在光致發(fā)光的相關(guān)領(lǐng)域。在最近的研究中,由于其表面積大,因此被做成電極應(yīng)用于電容器和電池方面。本文以GQDs新的制備方法為對(duì)象展開研究,以六氯苯作為碳的前驅(qū)體,采用機(jī)械球磨法制備GQDs,并對(duì)其形貌結(jié)構(gòu)、電容性能等進(jìn)行探索。本研究主要包括以下幾個(gè)部分:第一部分,以六氯苯為原料,加入鎂粉進(jìn)行球磨反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為180 r/min,球磨時(shí)間為16 h、金屬鎂粉與六氯苯的摩爾比為9:1時(shí),得到的GQDs產(chǎn)率最高。通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)對(duì)該方法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行探索,結(jié)果表明六氯苯的去除率與時(shí)間基本成線性關(guān)系,說明通過該法制備GQDs的反應(yīng)過程符合準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。該制備方法鮮見文獻(xiàn)報(bào)道,有一定創(chuàng)新性,通過該方法能實(shí)現(xiàn)對(duì)GQDs的批量生產(chǎn)。第二部分,通過XRD、TEM、FT-IR、XPS、Raman、Zeta電位、PL等手段對(duì)所得GQDs進(jìn)行表征,結(jié)果表明該方法所制備的GQDs的平均尺寸為2.5 nm,且表面含有大量的羥基、羧基等基團(tuán),其乙醇溶液在紫外燈(365 nm)下顯示藍(lán)色熒光。將該GQDs制作成電極材料,通過循環(huán)伏安曲線、交流阻抗、恒電流充放電以及循環(huán)穩(wěn)定性測(cè)試了它的電容性能。結(jié)果表明該電極材料的阻抗值為0.05Ω,在6 M的KOH電解液下,比電容為128 F/g,并具有優(yōu)良的循環(huán)穩(wěn)定性。第三部分,將GQDs與鎳鋁層狀雙金屬氫氧化物(NiAl-LDH)通過層層自組裝的方法制成復(fù)合材料GQDs@NiAl-LDH,分析了GQDs含量對(duì)復(fù)合材料電容性能的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,GQDs含量為10%時(shí),復(fù)合材料具有最大的電容及優(yōu)異的大電流充放電特性。電流密度為1 A/g時(shí)比電容為869 F/g,此外,在1 A/g下循環(huán)充放電2000次,比電容為最初的69.6%。復(fù)合材料顯示出較高的比電容和優(yōu)良的循環(huán)穩(wěn)定性能。
[Abstract]:A new type of carbon nano - material , i.e . , graphene quantum dots ( GQDs ) , has a size of less than 10 nm . The results show that the obtained GQDs have the highest yield due to the large surface area of GQDs . At 1 A / g , the charge and discharge cycle is 2000 times and the specific capacitance is 69.6 % . The composite shows higher specific capacitance and excellent cycle stability .

【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB383.1;TM53

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本文編號(hào)：1420330