化學(xué)氣相沉積（CVD）技術(shù)是可控制備石墨烯的主要方法之一,然而目前傳統(tǒng)金屬催化劑上生長(zhǎng)的石墨烯在后續(xù)應(yīng)用中涉及到復(fù)雜的轉(zhuǎn)移與金屬殘留問題,因此開展在非金屬襯底上石墨烯的直接制備尤為重要。在對(duì)直接CVD生長(zhǎng)工藝進(jìn)行探索的同時(shí),對(duì)制備樣品實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的挖掘也同樣重要,本文主要關(guān)注的是所制備的石墨烯在鋰硫電池中的應(yīng)用。本文以直接CVD技術(shù)為主要方法對(duì)鋰硫電池宿主材料和功能隔層進(jìn)行精準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),從而有效管理多硫化鋰,促進(jìn)電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過程,提高電池的電化學(xué)性能。論文的主要研究?jī)?nèi)容概括如下:1.采用鹽模板輔助的離子體增強(qiáng)CVD技術(shù)（PECVD）,在鹽模板上以相對(duì)較低的溫度（600-700℃）可控、保形生長(zhǎng)氮摻雜石墨烯,生長(zhǎng)結(jié)束后水洗即可得到氮摻雜石墨烯納米片。所制備的氮摻雜石墨烯具有良好的導(dǎo)電性和溶液可加工性,基于其制備的石墨烯基打印墨水,能夠印刷成高性能的鋰硫電池功能隔層。本工作為批量化制備低成本、高環(huán)保的石墨烯基打印墨水提供了一條切實(shí)可行的路徑。2.采用PECVD技術(shù)在TiO2納米管上原位生長(zhǎng)具有缺陷結(jié)構(gòu)的石墨烯,直接形成G-TiO2異質(zhì)結(jié)�；贕-TiO2異質(zhì)結(jié)制備的宿主材料具有雙功能... 

【文章頁數(shù)】：125 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 石墨烯概述
        1.2.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
        1.2.2 石墨烯的制備方法
    1.3 直接化學(xué)氣相沉積技術(shù)生長(zhǎng)石墨烯概述
        1.3.1 直接化學(xué)氣相沉積技術(shù)生長(zhǎng)石墨烯的概念和意義
        1.3.2 直接化學(xué)氣相沉積技術(shù)生長(zhǎng)石墨烯的主要方法
        1.3.3 直接化學(xué)氣相沉積技術(shù)生長(zhǎng)石墨烯的研究現(xiàn)狀
        1.3.4 直接化學(xué)氣相沉積技術(shù)生長(zhǎng)石墨烯的問題與挑戰(zhàn)
    1.4 鋰硫電池概述
        1.4.1 鋰硫電池的工作原理
        1.4.2 鋰硫電池中目前存在的問題及解決方案
    1.5 選題背景與研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 選題背景
        1.5.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 鹽模板輔助制備氮摻石墨烯用于鋰硫電池
    2.1 引言
    2.2 鹽模板直接化學(xué)氣相沉積技術(shù)制備氮摻雜石墨烯
        2.2.1 鹽模板的預(yù)處理
        2.2.2 生長(zhǎng)體系的選擇及生長(zhǎng)裝置的搭建
        2.2.3 鹽模板氮摻雜石墨烯的生長(zhǎng)調(diào)控及優(yōu)勢(shì)分析
        2.2.4 鹽模板氮摻雜石墨烯的形貌、結(jié)構(gòu)表征
    2.3 氮摻雜石墨烯復(fù)合墨水的性能及打印展示
        2.3.1 墨水的配置及其性能測(cè)試
        2.3.2 3D打印的圖形設(shè)計(jì)及展示
    2.4 氮摻雜石墨烯復(fù)合墨水直接打印鋰硫電池功能隔層
        2.4.1 功能隔層的設(shè)計(jì)原理及制備過程
        2.4.2 功能隔層的吸附性能表征
        2.4.3 DFT計(jì)算
    2.5 電化學(xué)性能測(cè)試
        2.5.1 電極制備與電池組裝
        2.5.2 電化學(xué)性能的分析
    2.6 本章小結(jié)
第三章 CVD技術(shù)原位構(gòu)建G-TiO_2異質(zhì)結(jié)用于鋰硫電池
    3.1 引言
    3.2 G-TiO_2異質(zhì)協(xié)同催化結(jié)界面的直接CVD制備
        3.2.1 G-TiO_2異質(zhì)協(xié)同催化界面的設(shè)計(jì)原理
        3.2.2 G-TiO_2異質(zhì)界面內(nèi)離子和電子轉(zhuǎn)化的DFT計(jì)算
        3.2.3 G-TiO_2異質(zhì)界面的CVD原位構(gòu)建
        3.2.4 G-TiO_2異質(zhì)結(jié)的形貌和結(jié)構(gòu)表征
    3.3 G-TiO_2異質(zhì)協(xié)同催化界面對(duì)多硫化鋰的吸附性能表征
        3.3.1 可視化Li_2S_4吸附實(shí)驗(yàn)
        3.3.2 DFT計(jì)算表征
        3.3.3 原位拉曼表征
    3.4 G-TiO_2異質(zhì)協(xié)同催化界面的氧化還原動(dòng)力學(xué)表征
        3.4.1 鏗離子擴(kuò)散性能表征
        3.4.2 多硫化鋰的擴(kuò)散性能表征
        3.4.3 多硫化鋰的轉(zhuǎn)化性能表征
    3.5 電化學(xué)性能表征
        3.5.1 電極制備與電池組裝
        3.5.2 電化學(xué)性能表征
    3.6 本章小結(jié)
第四章 All-CVD技術(shù)生長(zhǎng)ReS_2@NG異質(zhì)結(jié)用于鋰硫電池
    4.1 引言
    4.2 All-CVD技術(shù)可控生長(zhǎng)ReS_2@NG異質(zhì)結(jié)
        4.2.1 APCVD技術(shù)可控生長(zhǎng)垂直取向ReS_2納米片
        4.2.2 PECVD技術(shù)可控生長(zhǎng)ReS_2@NG異質(zhì)結(jié)
    4.3 ReS_2@NG異質(zhì)結(jié)用于輕質(zhì)鋰硫電池功能隔層
        4.3.1 ReS_2@NG輕質(zhì)功能隔層的設(shè)計(jì)原理
        4.3.2 ReS_2@NG輕質(zhì)功能隔層的制備方法
        4.3.3 多硫化鋰的吸附和擴(kuò)散性能表征
    4.4 電化學(xué)性能表征
        4.4.1 電極制備與電池組裝
        4.4.2 電化學(xué)性能表征
    4.6 本章小結(jié)
第五章 泡沫銅輔助技術(shù)直接可控制備柔性石墨烯玻璃
    5.1 引言
    5.2 泡沫銅輔助的PECVD技術(shù)可控制備柔性石墨烯玻璃
        5.2.1 柔性石墨烯玻璃的生長(zhǎng)調(diào)控
        5.2.2 柔性石墨烯玻璃的性能表征
    5.3 泡沫銅輔助的PECVD技術(shù)可控制備氮摻雜石墨烯玻璃
        5.3.1 氮摻雜石墨烯玻璃的生長(zhǎng)調(diào)控
        5.3.2 氮摻雜石墨烯玻璃的性能表征
    5.4 石墨烯玻璃的儲(chǔ)能應(yīng)用探索
        5.4.1 石墨烯玻璃用于鈣鈦礦太陽能電池
        5.4.2 石墨烯玻璃用于電催化析氧
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 本文結(jié)論
    6.2 前景展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
附錄
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]生物質(zhì)羥基磷灰石作為模板制備三維石墨烯（英文）[J]. 王可心,史劉嶸,王銘展,楊皓,劉忠范,彭海琳.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2019(10)
[2]Direct growth of special-shape graphene on different templates by remote catalyzation of Cu nanoparticles[J]. Shuangshuang Han,Fan Yang,Liyue Liu,Mi Zhou,Yongkui Shan,Dezeng Li.  Journal of Materials Science ＆ Technology. 2017(08)



本文編號(hào)：3687708