氮摻雜石墨烯水凝膠作為一種新型超級電容器電極材料,由于其大的比表面積、高的導電性、三維多孔網絡結構等特點,引起了研究者廣泛的關注。石墨烯材料中氮的摻雜,不僅可以改善材料的導電性;而且可以增加贗電容進而提高石墨烯基電容器的比電容。本文采用水熱/溶劑熱法,選擇了合適的氮摻雜劑,通過化學還原氧化石墨烯,合成了氮摻雜的石墨烯水凝膠材料。通過優(yōu)化制備條件(反應物質量比、溫度、時間等)進一步提高了石墨烯凝膠的比表面積、改善了其孔隙結構,從而提升了材料的電容性能。具體內容介紹如下:(1)氮摻雜還原氧化石墨烯水凝膠(NrGOHs)雖表現出相當好的性能,但進一步改善還原氧化石墨烯材料的電容性能仍然是至關重要的。在鄰苯二胺(oPDA)的存在下,水熱法制備了氮摻雜的還原氧化石墨烯水凝膠(NrGOHs),再用濃硫酸處理獲得純化的NrGOHs(NrGOHs-SA)。本文系統研究了制備條件對水凝膠電化學行為的影響。結果顯示,與NrGOHs相比,NrGOHs-SA的電容性能顯著增強。優(yōu)化的NrGOHs-SA組裝成對稱電容器,具有優(yōu)異的速率性能,以1.0 mol L^-1的H₂

【文章頁數】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    1.1 超級電容器
        1.1.1 超級電容器概述
        1.1.2 超級電容器的分類
        1.1.3 超級電容器的構型
        1.1.4 超級電容器性能評價
    1.2 石墨烯基電極材料
        1.2.1 石墨烯的發(fā)現與特性
        1.2.2 氮摻雜石墨烯概述
        1.2.3 氮摻雜石墨烯的合成方法
        1.2.4 影響氮摻雜石墨烯電容性能的因素
    1.3 研究內容及意義
第二章 實驗材料與表征
    2.1 實驗試劑與儀器
    2.2 電極材料的結構表征
    2.3 電極材料的電化學表征
    2.4 電容器性能評價方法
第三章 用于高性能超級電容器的純化的氮摻雜還原氧化石墨烯水凝膠
    3.1 前言
    3.2 電極材料的制備
        3.2.1 氧化石墨烯的制備
        3.2.2 電極材料NrGOHs和 Nr GOHs-SA的制備
    3.3 結果與討論
        3.3.1 NrGOHs和 NrGOHs-SA電極材料的合成機理
        3.3.2 NrGOHs的結構表征與電容性能
        3.3.3 NrGOHs-SA的結構表征和電容性能
    3.4 本章小結
第四章 氨基苯酚異構體對還原氧化石墨烯水凝膠微觀結構和電容性能的影響
    4.1 前言
    4.2 電極材料的制備
        4.2.1 氧化石墨烯的制備
        4.2.2 石墨烯水凝膠rGOH和rGOHAPs的制備
    4.3 結果與討論
        4.3.1 rGOHAPs電極材料的合成機理
        4.3.2 o-rGOHAPs電極材料的結構形貌和電容性能
        4.3.3 p-,m-rGOHAPs電極材料的結構形貌和電容性能
    4.4 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 展望
參考文獻
攻讀學位期間取得的研究成果
致謝
個人簡況及聯系方式



本文編號：3928009