石墨烯是由蜂窩狀晶格碳原子組成的二維結(jié)構(gòu)材料。由于其優(yōu)異的導電性能,獨特的熱學性能和光學性能以及良好的化學耐受性等將在納米電子、能量儲存和復合材料等許多領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應用前景,引起社會各界的高度關(guān)注與重視。目前石墨烯大多是以天然石墨為原材料剝離制備而成的。天然石墨主要作為電極、冶煉、耐火、耐腐蝕材料等,從而使天然石墨成為具有相當戰(zhàn)略意義的礦物。天然石墨也屬于不可再生資源。隨著大量天然石墨的不斷開發(fā)和使用,終將會耗盡;與天然石墨相比,針狀焦具有相似的層狀結(jié)構(gòu),其大分子縮合芳烴晶體以層狀堆積,石墨狀微晶單元取向度高,雜質(zhì)含量低、具有導電率高及循環(huán)性能好等優(yōu)點。針對這些特點,本論文采用煤系針狀焦作為原料,分別通過化學氧化還原法和直接液相剝離法制備石墨烯,并研究其吸附性能和電化學性能。（1）使用針狀焦（Needle coke,簡稱NC）為原材料,通過氧化-剝離-熱還原的實驗方法成功制備了大尺寸的石墨烯RGO-NC和氧化石墨烯GO-NC。通過紅外光譜（FTIR）,X射線粉末衍射（XRD）表征的結(jié)果證明針狀焦制備的石墨烯與天然石墨制備的石墨烯結(jié)構(gòu)相似,拉曼光譜（Raman）和X射線光電子能譜（X... 

【文章來源】：太原理工大學山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 石墨烯的概述
    1.3 石墨烯的性質(zhì)
    1.4 石墨烯的制備方法
        1.4.1 微機械剝離法
        1.4.2 直接液相剝離法
        1.4.3 超臨界流體法
        1.4.4 氧化還原法
        1.4.5 化學氣相沉積法
        1.4.6 外延生長法
        1.4.7 切割碳納米管法
    1.5 石墨烯的應用
    1.6 針狀焦的概述
    1.7 立題思路與研究內(nèi)容
    1.8 擬解決的關(guān)鍵問題
第二章 實驗與儀器
    2.1 實驗儀器與試劑
        2.1.1 實驗儀器
        2.1.2 實驗試劑及材料
    2.2 實驗表征方法簡介
        2.2.1 X射線粉末衍射分析（XRD）
        2.2.2 激光拉曼光譜分析（Raman）
        2.2.3 X射線光電子能譜分析（XPS）
        2.2.4 傅立葉紅外光譜分析（FTIR）
        2.2.5 紫外分光光度計分析（U-vis）
        2.2.6 掃描電子顯微鏡圖像分析（SEM）
        2.2.7 透射電子顯微鏡圖像分析（TEM）
        2.2.8 原子力顯微鏡圖像分析（AFM）
    2.3 電化學性能表征
        2.3.1 電極的制備
        2.3.2 電化學性能測試
第三章 針狀焦制備大尺寸石墨烯及其氧化物對孔雀石綠的吸附
    3.1 前言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 氧化石墨烯GO-NC的制備
        3.2.2 GO-NC/PAM的制備
        3.2.3 水凝膠的吸附實驗
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 FT-IR表征
        3.3.2 X射線粉末衍射分析
        3.3.3 SEM分析
        3.3.4 TEM分析
        3.3.5 AFM分析
        3.3.6 拉曼光譜分析
        3.3.7 X射線光電子能譜分析
        3.3.8 GO-NC對孔雀石綠的吸附作用
        3.3.9 GO-NC/PAM吸附動力學研究
    3.4 小結(jié)
第四章 針狀焦制備石墨烯作為導電劑對活性炭電極電化學性能的影響
    4.1 前言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 碳材料的制備
        4.2.2 g-NC/AC電極的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 g-NC分散液的濃度
        4.3.2 X射線粉末衍射分析
        4.3.3 Raman光譜分析
        4.3.4 結(jié)構(gòu)和形貌表征
        4.3.5 X射線光電子能譜分析
        4.3.6 電化學性能表征
    4.4 小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新點
    5.3 工作展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士研究生期間發(fā)表的學術(shù)論文



本文編號：3014149