因?yàn)樯鐣?huì)環(huán)境污染的問題研究日益引起人們的關(guān)注,鼎力推行使用清潔,可再生能源已成為社會(huì)發(fā)展的一個(gè)重要方向。與此同時(shí),能源的存儲(chǔ)成為清潔能源能否廣泛被運(yùn)用的關(guān)鍵所在,如何提高能源儲(chǔ)蓄能力,成為科學(xué)家面臨的難題。超級電容器、鋰離子動(dòng)力電池技術(shù)作為一種新型儲(chǔ)能器件,在儲(chǔ)能領(lǐng)域的作用可謂舉足輕重。眾所周知,鋰電池的能量密度高,具備很強(qiáng)的儲(chǔ)能能力,但功率輸出受自身特點(diǎn)限制,無法高功率輸出所存儲(chǔ)的電能,限制了其發(fā)展應(yīng)用。超級電容器可以快速充放電的特點(diǎn)造就了其功率密度高的優(yōu)勢,彌補(bǔ)了鋰電池方面的不足。不過,與鋰電池比較,超級電容器的能量密度仍然很小。進(jìn)一步提高超級電容器的存儲(chǔ)容量,是科研工作者需要努力的方向。本實(shí)驗(yàn)以合成還原氧化多孔石墨烯為目標(biāo),通過加入模板劑（MgO、ZnO）,避免石墨烯片層的堆疊及改變石墨烯片層結(jié)構(gòu),來達(dá)到這一目的。不同模板劑的加入,是為了研究不同的模板劑在改變石墨烯結(jié)構(gòu)上的不同效果,以及在電化學(xué)測試上的不同表現(xiàn)。本論文的具體工作內(nèi)容如下:（1）在參考Hummer法的基礎(chǔ)上,通過向合成過程中加入模板劑,來改變石墨烯片層形貌,成功地制備出表面呈曲折形貌的石墨烯。在孔徑分布圖中也可以看... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－６合成預(yù)防堆疊的石墨烯流程圖［１５］??Ｆｉｇ．１－６?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｆｏｒ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｔｏ?ｐｒｅｖｅｎｔ?ｓｔａｃｋｉｎｇ＾１５１．??

?作測試用。??２．３．５接觸角測定儀??接觸角測定儀，是測量滴在材料上的液體與其表面的接觸角，其實(shí)也是對固??體表面液體的浸潤性，可以測定多種液體對選定的材料的之間接觸角。本實(shí)驗(yàn)選??用型號為ＤＳＡ－Ｘ?ＰＬＵＳ的接觸角測試儀。需將材料壓成薄片狀，以作測試用。??２．４結(jié)果與討論??２．４．１形貌表征??在相同的合成條件，分別制備了不加入模板劑的還原氧化石墨烯，和加入??不同模板劑（ＭｇＯ、ＺｎＯ）得到的還原氧化多孔石墨烯。其中不加入模板劑制??得的還原氧化石墨烯形貌表征如圖２－１?（ａ－ｃ），從電鏡圖可以看到，材料具有層??狀結(jié)構(gòu)，但層與層的堆疊狀況較為嚴(yán)重，在單層的表面，出現(xiàn)了較為明顯的褶??皺形貌。??ｍｍ?１??圖２－１未加入模板劑制得的還原氧化石墨烯的掃描電鏡圖（ａ）丨０?ｕｍ，（ｂ）ｌ?ｕｍ，（ｃ）２５０ｎｍ??Ｆｉｇ?２－１?ＳＥＭ?ｏｆ?ｒｅｄｕｃｅｄ?ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｏｘｉｄｅ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｗｉｔｈｏｕｔ?ａｄｄｉｎｇ?ｔｅｍｐｌａｔｅ?（ａ）?１０?ｕｍ，?（ｂ）?１?ｕｍ，??（ｃ）?２５０ｎｍ??當(dāng)加入不同模板劑（ＭｇＯ、ＺｎＯ）后，制得的還原氧化多孔石墨烯的形貌如??圖２－２?（ａ－ｂ），從電鏡圖可以看到，當(dāng)加入的模板劑未較大粒徑的ＭｇＯ時(shí)，所制??得的還原氧化多孔石墨烯材料層與層之間的空隙較大，同時(shí)由于模板留下的凹陷??形成了孔道結(jié)構(gòu)，孔道結(jié)構(gòu)的孔徑也受模板的影響，具有較大的尺寸。而當(dāng)使用??ＺｎＯ作為模板時(shí)，由于所使用的ＺｎＯ的粒徑較小，制備的還原氧化多孔石墨烯??的層間距也相對較小，模板留下的凹陷形成的孔道結(jié)構(gòu)尺寸也較校??３２??

?第二章模板法多孔石墨烯的制備與表征???國??圖２－２加入不同模板劑制得的還原氧化多孔石墨烯的掃描電鏡圖（ａ）Ｍ－ｒＧＯ，（ｂ）Ｚ－ｒＧＯ??Ｆｉｇ?２－２?ＳＥＭ?ｏｆ?ｒｅｄｕｃｅｄ?ｏｘｉｄｉｚｅｄ?ｐｏｒｏｕｓ?ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｂｙ?ａｄｄｉｎｇ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｅｍｐｌａｔｅ?ａｇｅｎｔｓ??（ａ）?Ｍ－ｒＧＯ，?（ｂ）?Ｚ－ｒＧＯ??２．４．２結(jié)構(gòu)表征??如圖２－３所示，為制備的不同還原氧化多孔石墨烯的Ｒａｍａｎ圖，從圖中可以看??至ＩＪ，出現(xiàn)兩個(gè)特征峰，分別出現(xiàn)在了?１５９６ｃｍ－１處和１３４６ｃｍ－１處，這兩個(gè)峰各自??對應(yīng)著材料的Ｇ特征峰和Ｄ特征峰。無序結(jié)構(gòu)振動(dòng)引起的Ｄ特征峰的顯示了出??Ｄ－ｂａｎｄ??ＪＧ－ｂａｎｄ??Ｍ－ｒＧＯ???Ｚ－ｒＧＯ??Ｉ?—??＾?卜Ｉ＂．??５００?１０００?１５００?２０００?２５００?３０００?３５００??Ｒａｍａｎ?Ｓｈｉｆｔ（ｃｍ＊１）??圖２－３制備不同還原氧化多孔石墨條的Ｒａｍａｎ圖??Ｆｉｇ．２－３?Ｒａｍａｎ?ｄｉａｇｒａｍｓ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｒｅｄｕｃｅｄ－ｏｘｉｄｉｚｅｄ?ｐｏｒｏｕｓ?ｇｒａｐｈｅｎｅ??３３??


本文編號：3136056