本文選題：富勒烯　切入點(diǎn)：石墨烯　出處：《中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2017年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：新型碳納米材料一直是人們的研究熱點(diǎn)。新型納米碳材料有許多種,而由sp2雜化軌道碳如富勒烯,碳納米管和石墨烯為基元制備的新型納米碳更是研究的熱點(diǎn)。這是由于這些納米基元構(gòu)成的碳的導(dǎo)電性非常好,同時(shí)還具有許多其他的優(yōu)異特性。在對(duì)新型納米碳的制備過(guò)程中,除了組裝各類(lèi)sp2基元碳,還對(duì)材料進(jìn)行摻雜,引入缺陷,通過(guò)活化增加其比表面積和調(diào)控孔徑分布,最終制備的新型碳在能量存儲(chǔ)如超級(jí)電容器和鋰離子電池中有非常好的電化學(xué)性能。我們首先通過(guò)石墨烯組裝石墨紙,這一組裝是通過(guò)對(duì)氧化石墨烯膜進(jìn)行退火還原實(shí)現(xiàn)的。石墨紙具有類(lèi)似石墨的結(jié)構(gòu),同時(shí)密度較低,并且其產(chǎn)量可以達(dá)到大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的要求,尺寸可達(dá)至少20×20 cm2的大小,同時(shí)厚度可以調(diào)節(jié)。石墨紙具有高碳純度,良好的熱穩(wěn)定性,優(yōu)良的導(dǎo)電性和良好的導(dǎo)熱性,并能將電能轉(zhuǎn)化為光能,即熱致發(fā)光。我們進(jìn)一步通過(guò)活化石墨烯制備三維碳,這一過(guò)程中涉及到以海綿為模板,并通過(guò)KOH活化最終制備三維多孔碳。同時(shí),我們還通過(guò)活化富勒烯制備了新型納米碳,其中使用過(guò)量的KOH活化富勒烯時(shí)能夠制備碳量子點(diǎn),而適量的KOH則會(huì)制備出三維多孔碳,其比表面積較大且微孔占大部分。并且對(duì)這一多孔碳進(jìn)一步在活化過(guò)程中通入氨氣以對(duì)其進(jìn)行有效的氮摻雜,同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)參數(shù)的控制可以有效的調(diào)控?fù)降�。上述這些三維碳在能量存儲(chǔ)領(lǐng)域如超級(jí)電容器及鋰離子電池中都具有非常優(yōu)異的電化學(xué)性能。
[Abstract]:New carbon nanomaterials have always been the focus of research. There are many kinds of new carbon nano-materials, and sp2 hybrid orbital carbon such as fullerene, Carbon nanotubes and graphene as the basis for the preparation of new carbon nanoparticles are the focus of research. This is because the carbon made of these nano-units is very good electrical conductivity. It also has many other excellent properties. In addition to assembling all kinds of sp2 elementary carbon, the materials are doped with defects, and their specific surface area is increased and pore size distribution is regulated by activation. The resulting new carbon has excellent electrochemical properties in energy storage such as supercapacitors and lithium-ion batteries. We first assemble graphite paper from graphene. This assembly is achieved by annealing reduction of graphene oxide film. Graphite paper has graphite-like structure and low density, and its output can meet the requirements of large-scale industrial production, with a size of at least 20 脳 20 cm2. At the same time, the thickness can be adjusted. Graphite paper has high carbon purity, good thermal stability, excellent electrical conductivity and good thermal conductivity, and can convert electric energy into light energy, that is, thermally luminescent. This process involves the preparation of three-dimensional porous carbon using sponge as template and KOH activation. At the same time, we have also prepared new nano-carbon by activating fullerenes, in which carbon quantum dots can be prepared by using excessive KOH to activate fullerenes. However, a proper amount of KOH can produce three-dimensional porous carbon, which has a large specific surface area and a large proportion of micropores. Furthermore, ammonia gas is added to the porous carbon in the process of activation to effectively doped it with nitrogen. These three dimensional carbon have excellent electrochemical performance in energy storage fields such as supercapacitors and lithium-ion batteries.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TQ127.11

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本文編號(hào)：1580184