發(fā)布時間：2021-04-29 07:33

　　由于傳統(tǒng)化石燃料造成的能源短缺和環(huán)境污染問題加劇,迫使人類對于新能源的需求迅速的增加。通過開展環(huán)境友好型能源的前沿科技研究來解決污染問題成為近年來備受關(guān)注的課題。必須設(shè)計出高效、環(huán)保、低成本的能源,來滿足現(xiàn)代社會和工業(yè)發(fā)展的需求,促進人類的可持續(xù)發(fā)展。首當其沖電池和燃料電池成為了研究中的熱點。電池作為典型的電化學(xué)儲能裝置,已經(jīng)廣泛的運用于日常生活的點點滴滴,是手機、筆記本電腦、數(shù)碼相機等設(shè)備的主要電源,比傳統(tǒng)的可充電電池的儲蓄能量高。燃料電池作為一種電化學(xué)轉(zhuǎn)移裝置,因其具有綠色、清潔、無污染且轉(zhuǎn)化效率高等優(yōu)勢,當前已經(jīng)將燃料電池作為汽車的能源運用。石墨烯作為較為典型的石墨碳,因其特殊的結(jié)構(gòu)使得其具有獨特、優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì),在催化、儲能等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用研究取得了迅速的進展。本文結(jié)合當前社會的需求和趨勢,采用微波法合成石墨烯基的復(fù)合材料應(yīng)用于鉀離子電池和燃料電池的陰極反應(yīng)中,優(yōu)化材料在應(yīng)用中的性能。主要研究內(nèi)容如下:1.提出了一種新型的微波輔助空心石墨烯納米球的快速合成方法,該方法是使用廉價的有機小分子材料作為反應(yīng)物在短時間內(nèi)轉(zhuǎn)化為石墨烯。制備的空心石墨烯納米球在鉀離子電池的電化學(xué)測試中... 

【文章來源】：上海師范大學(xué)上海市

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 石墨烯的概述
        1.2.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)
        1.2.2 石墨烯的性質(zhì)
    1.3 石墨烯的制備方法
        1.3.1 微機械剝離法
        1.3.2 化學(xué)剝離法
        1.3.3 外延生長法
        1.3.4 氧化還原法
        1.3.5 化學(xué)氣相沉積(CVD)
        1.3.6 其他的制備方法
    1.4 石墨烯的應(yīng)用
        1.4.1 鋰離子電池
        1.4.2 超級電容器
        1.4.3 催化領(lǐng)域
    1.5 研究思路和主要內(nèi)容
第2章 實驗部分
    2.1 實驗原料與儀器設(shè)備
        2.1.1 實驗藥品
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 材料的表征方法
        2.2.1 場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)
        2.2.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.3 X射線衍射譜(XRD)
        2.2.4 拉曼光譜
        2.2.5 氮氣吸附-脫附等溫線(BET)
        2.2.6 X射線光電子能譜(XPS)
    2.3 氧還原性能測試
        2.3.1 循環(huán)伏安測試(CV)
        2.3.2 線性掃描測試(LSV)
        2.3.3 抗甲醇性能測試
        2.3.4 穩(wěn)定性測試
    2.4 鉀離子電池的封裝及性能測試
第3章 空心石墨烯納米球的制備及其在鉀離子電池中的應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 材料的制備
        3.2.1 空心石墨烯納米球的制備
        3.2.2 對照組的實驗方案制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 樣品的形貌和結(jié)構(gòu)組成
        3.3.2 金屬鈉對材料的影響
        3.3.3 反應(yīng)溫度對材料的影響
        3.3.4 空心石墨烯納米球的鉀電性能探究
    3.4 材料合成機理的初步探究
    3.5 本章小結(jié)
第4章 鈀/石墨烯復(fù)合材料的制備及其在氧還原中的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 材料的制備
        4.2.1 鈀負載石墨烯空心球的制備
        4.2.2 石墨烯空心球的制備(實驗涉及對比樣)
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 樣品的形貌和結(jié)構(gòu)組成
        4.3.2 金屬Pd對材料的影響
        4.3.3 微波條件對材料的影響
        4.3.4 材料的電催化性能
    4.4 小結(jié)
第5章 錳氮摻雜石墨烯的制備方法及其在氧還原中的應(yīng)用
    5.1 引言
    5.2 材料的制備
        5.2.1 錳負載石墨烯的制備
        5.2.2 錳氮摻雜石墨烯的制備
        5.2.3 氮摻雜石墨烯的制備
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 樣品的形貌與結(jié)構(gòu)組成
        5.3.2 金屬錳對材料的影響
        5.3.3 其他條件對材料的影響
        5.3.4 材料的電催化性能
    5.4 小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
參考文獻
個人簡介
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]氧化石墨烯的制備工藝及熱穩(wěn)定性[J]. 尹芳,陳迪釗,劉佳佳,陳曲,孔海霞,伍超娟.  材料科學(xué)與工程學(xué)報. 2013(03)
[2]石墨烯的研究進展[J]. 劉樂浩,李鐵虎,趙廷凱,王大為.  材料導(dǎo)報. 2012(09)
[3]石墨烯的制備研究進展[J]. 袁小亞.  無機材料學(xué)報. 2011(06)



本文編號：3167120