通過氧化石墨烯與間苯二胺單體間的氧化還原反應一步法制備聚間苯二胺/石墨烯復合材料（PmPD-G）,并將其作為電極材料用于電吸附去除水中Cu2+。在氧化還原反應過程中,間苯二胺單體發(fā)生氧化聚合生成聚間苯二胺（PmPD）,氧化石墨烯被還原成石墨烯。通過透射電鏡（TEM）、傅里葉紅外光譜（FT-IR）、熱重分析（TGA）、X射線光電子能譜（XPS）等多種技術(shù)對PmPD-G進行了表征。本文還對Cu2+在PmPD-G電極上的電吸附行為進行了詳細的研究。由于石墨烯顯著的導電性能以及機械性能,PmPD-G對Cu2+的電吸附性能要優(yōu)于PmPD。通過一種溫和的方式制備聚苯胺/石墨烯/二氧化錳復合材料（G-P-Mn）。首先利用苯胺將氧化石墨烯還原成石墨烯,然后利用KMnO4和（NH4）2S2O8混合氧化劑通過界面聚合法將苯胺氧化聚合成聚苯胺（PANI）。由于采用了界面聚合法以及混合氧化劑的作用,在將二氧化錳成功引入復合材料的同時,可以使聚苯胺呈現(xiàn)有序的納米纖維結(jié)構(gòu),從而使得制備的G-P-Mn同時具有石墨烯的雙電層電容以及PANI和MnO2的法拉第贗電容。G-P-Mn在電流密度為0.4 A g-1時,其比電... 

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSCRACT
1 緒論
    1.1 導電聚合物
        1.1.1 導電聚合物簡介
        1.1.2 導電聚合物的分類及其導電機理
        1.1.3 導電聚合物的合成方法
        1.1.4 導電聚合物的應用
        1.1.5 導電聚合物的熱解碳化
    1.2 重金屬離子的電吸附去除
        1.2.1 電吸附去除重金屬離子
        1.2.2 電吸附的電極材料
    1.3 超級電容器
        1.3.1 超級電容器簡介
        1.3.2 超級電容器的工作原理和分類
        1.3.3 超級電容器電極材料
    1.4 燃料電池陰極催化劑
        1.4.1 陰極氧還原反應機理
        1.4.2 陰極氧還原催化劑的分類
    1.5 本文主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
2 聚間苯二胺/石墨烯對Cu~(2+)的電吸附行為研究
    2.1 背景介紹
    2.2 實驗部分
        2.2.1 儀器和試劑
        2.2.2 聚間苯二胺/石墨烯（PmPD-G）的合成
        2.2.3 PmPD-G紙電極的制備
        2.2.4 電吸附實驗
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 PmPD-G的形貌與結(jié)構(gòu)
        2.3.2 PmPD-G的熱重曲線及X射線光電子能譜
        2.3.3 PmPD-G紙電極電吸附Cu~(2+)
        2.3.4 電吸附效果影響因素的考察
        2.3.5 電極的再生
        2.3.6 循環(huán)電吸附實驗
        2.3.7 吸附熱力學
        2.3.8 吸附動力學
    2.4 結(jié)論
3 界面法制備聚苯胺/石墨烯/二氧化錳及用于超級電容器電極材料
    3.1 背景介紹
    3.2 實驗部分
        3.2.1 儀器與試劑
        3.2.2 氧化石墨烯的還原
        3.2.3 界面法合成聚苯胺/石墨烯/二氧化錳（G-P-Mn）
        3.2.4 電化學測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 G-P-Mn的界面合成及表征
        3.3.2 G-P-Mn的電化學行為
        3.3.3 G-P-Mn的恒電流充放電
        3.3.4 氧化劑KMnO_4與(NH_4)_2S_2O_8摩爾比對電容性能的影響
        3.3.5 G-P-Mn的循環(huán)充放電性能測試
    3.4 結(jié)論
4 熱解制備摻氮碳/石墨烯/氧化錳及用于氧的電催化還原
    4.1 背景介紹
    4.2 實驗部分
        4.2.1 儀器與試劑
        4.2.2 利用間苯二胺還原氧化石墨烯
        4.2.3 摻氮碳/石墨烯/氧化錳（N/C-G-MnO）的制備
        4.2.4 電化學測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.0 N/C-G-MnO的制備及表征
        4.3.1 N/C-G-MnO的循環(huán)伏安測試
        4.3.2 N/C-G-MnO的線性掃描伏安測試
        4.3.3 煅燒溫度對N/C-G-MnO氧還原電催化性能的影響
        4.3.4 N/C-G-MnO的穩(wěn)定性測試
        4.3.5 N/C-G-MnO的抗毒性測試
    4.4 結(jié)論
5 總結(jié)
參考文獻
攻讀學位期間研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3649981