氮摻雜石墨烯水凝膠作為一種新型超級(jí)電容器電極材料,由于其大的比表面積、高的導(dǎo)電性、三維多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等特點(diǎn),引起了研究者廣泛的關(guān)注。石墨烯材料中氮的摻雜,不僅可以改善材料的導(dǎo)電性;而且可以增加贗電容進(jìn)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(guò)化學(xué)還原氧化石墨烯,合成了氮摻雜的石墨烯水凝膠材料。通過(guò)優(yōu)化制備條件(反應(yīng)物質(zhì)量比、溫度、時(shí)間等)進(jìn)一步提高了石墨烯凝膠的比表面積、改善了其孔隙結(jié)構(gòu),從而提升了材料的電容性能。具體內(nèi)容介紹如下:(1)氮摻雜還原氧化石墨烯水凝膠(NrGOHs)雖表現(xiàn)出相當(dāng)好的性能,但進(jìn)一步改善還原氧化石墨烯材料的電容性能仍然是至關(guān)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(tǒng)研究了制備條件對(duì)水凝膠電化學(xué)行為的影響。結(jié)果顯示,與NrGOHs相比,NrGOHs-SA的電容性能顯著增強(qiáng)。優(yōu)化的NrGOHs-SA組裝成對(duì)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(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    1.1 超級(jí)電容器
        1.1.1 超級(jí)電容器概述
        1.1.2 超級(jí)電容器的分類
        1.1.3 超級(jí)電容器的構(gòu)型
        1.1.4 超級(jí)電容器性能評(píng)價(jià)
    1.2 石墨烯基電極材料
        1.2.1 石墨烯的發(fā)現(xiàn)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?jī)?nèi)容及意義
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與表征
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
    2.2 電極材料的結(jié)構(gòu)表征
    2.3 電極材料的電化學(xué)表征
    2.4 電容器性能評(píng)價(jià)方法
第三章 用于高性能超級(jí)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(jié)果與討論
        3.3.1 NrGOHs和 NrGOHs-SA電極材料的合成機(jī)理
        3.3.2 NrGOHs的結(jié)構(gòu)表征與電容性能
        3.3.3 NrGOHs-SA的結(jié)構(gòu)表征和電容性能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 氨基苯酚異構(gòu)體對(duì)還原氧化石墨烯水凝膠微觀結(jié)構(gòu)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(jié)果與討論
        4.3.1 rGOHAPs電極材料的合成機(jī)理
        4.3.2 o-rGOHAPs電極材料的結(jié)構(gòu)形貌和電容性能
        4.3.3 p-,m-rGOHAPs電極材料的結(jié)構(gòu)形貌和電容性能
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)況及聯(lián)系方式



本文編號(hào)：3928009