石墨烯材料的迷人特性使其在電能轉(zhuǎn)換與存儲裝置,可穿戴電子產(chǎn)品,智能紡織品,傳感器等方面展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。用于電極活性材料時,二維石墨烯不可避免的因為材料的緊密堆疊而導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷度高,減小了有效可吸附電荷存儲面積,降低石墨烯本身的電荷存儲容量。三維石墨烯材料由物理或化學(xué)交聯(lián)的石墨烯片組成,不僅克服了相鄰石墨烯片之間強烈的范德華相互作用引起的再堆積,而且具有比表面積大,電子導(dǎo)電性好和多孔結(jié)構(gòu)。本文旨在探索三維石墨烯材料的簡便制備工藝。本文使用了改進(jìn)的Hummers法制備得到氧化石墨烯,通過離心對石墨烯進(jìn)行液晶化和非液晶化的處理,通過針管滴定凝固浴的方法獲得大比表面積的三維石墨烯球,研究液晶相與非液晶相氧化石墨烯的不同片層結(jié)構(gòu)及其在不同的凝固浴中的石墨烯球形成機制,測試了滴定的三維石墨烯球的電荷存儲性能。主要研究內(nèi)容如下:(1)乙醇置換水相的氧化石墨烯在偏光顯微鏡(POM)下為向列相液晶。通過探索和研究,發(fā)現(xiàn)濃度為10 mg/ml的氧化石墨烯乙醇溶液滴定在凝固浴為NaOH:CH₃CH₂OH=1:3中所得到的三維石墨烯球形貌最佳。XRD結(jié)果表...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 氧化石墨烯
        1.2.1 簡介
        1.2.2 氧化石墨烯性質(zhì)
        1.2.3 宏觀組裝
            1.2.3.1 零維石墨烯球
            1.2.3.2 一維石墨烯纖維
            1.2.3.3 二維石墨烯薄膜
            1.2.3.4 三維石墨烯
        1.2.4 應(yīng)用
    1.3 石墨烯超級電容器
    1.4 研究內(nèi)容和意義
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 研究內(nèi)容
第二章 實驗方法
    2.1 實驗試劑
    2.2 實驗儀器與設(shè)備
        2.2.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.2 X射線衍射儀(XRD)
        2.2.3 偏光顯微鏡(POM)
        2.2.4 傅里葉紅外光譜(FT-IR)
        2.2.5 拉曼光譜(Raman)
        2.2.6 電化學(xué)性能測試
    2.3 三維石墨烯球的制備與超級電容器組裝
第三章 液晶法制備的三維石墨烯
    3.1 引言
    3.2 醇堿比對3DRGS的影響
    3.3 不同濃度的GO對3DRGS的影響
        3.3.1 物相
        3.3.2 宏觀形貌
        3.3.3 微觀形貌
        3.3.4 表面化學(xué)態(tài)
        3.3.5 電化學(xué)性能測試
    3.4 不同凝固浴對3DRGS的影響
        3.4.1 宏觀形貌
        3.4.2 微觀形貌
        3.4.3 表面化學(xué)態(tài)
        3.4.4 電化學(xué)性能測試
    3.5 本章小結(jié)
第四章 非液晶法制備的三維石墨烯
    4.1 引言
    4.2 pH值對3DRGS成形的影響
        4.2.1 非液晶相石墨烯
        4.2.2 宏觀形貌
        4.2.3 物相表征
        4.2.4 拉曼光譜
    4.3 凝固浴對3DRGS成形的影響
        4.3.1 宏觀形貌
        4.3.2 微觀形貌
        4.3.3 表面化學(xué)態(tài)
        4.3.4 電化學(xué)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)
致謝
附錄 在研期間發(fā)表論文



本文編號：4003523