石墨烯作為獨特的二維碳納米材料,具有比表面積大、化學穩(wěn)定性好、機械強度高、導電性好等特點,其應(yīng)用前景廣闊。本論文采用超臨界方法,實現(xiàn)在直接剝離石墨烯基體上對氫氧化鎳、磷化鈷、磷化鎳納米粒子的負載,并且探究了其在電化學領(lǐng)域的潛在應(yīng)用,具體研究內(nèi)容為:1、首先在NMP中將石墨剝離為結(jié)構(gòu)完整的石墨烯片;利用超臨界二氧化碳表面張力接近零、擴散能力強、低粘度等特點,將氫氧化鎳納米粒子均勻地負載在大比表面積的惰性石墨烯表面,制備電容器復合材料。作為對比,同時制備了其它碳基（如炭黑和還原的氧化石墨烯）的氫氧化鎳復合材料。通過XRD、TEM、拉曼、XPS等方法分析了氫氧化鎳/石墨烯納米復合材料的結(jié)構(gòu)特征和化學組分等。采用用電化學的方法（CV,GCD,EIS）表征了復合材料的電容性能以及其影響因素,結(jié)果顯示基于石墨烯的復合材料具有超高的電容含量和優(yōu)越的穩(wěn)定性。2、通過兩步反應(yīng)過程在高溫的條件下合成磷化鈷納米粒子/直接剝離石墨烯復合材料,利用超臨界流體將磷化鈷粒子均勻負載在石墨烯片上。同時在不同溫度下制備了磷化鈷/石墨烯復合材料,并與不同碳基的復合材料進行比較。通過XRD、TEM、XPS等對磷化鈷/石墨烯... 

【文章來源】：青島科技大學山東省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 石墨烯
        1.1.1 石墨烯的歷史
        1.1.2 石墨烯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
            1.1.2.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)
            1.1.2.2 石墨烯的性質(zhì)
        1.1.3 石墨烯的制備方法
            1.1.3.1 化學氣相沉積法
            1.1.3.2 液相剝離法
            1.1.3.3 化學方法
            1.1.3.4 解壓碳納米管和其他方法
    1.2 電化學電容器
        1.2.1 電化學電容器簡介
        1.2.2 電化學電容器的基本原理
        1.2.3 電化學電容器的分類
            1.2.3.1 雙電層電容器
            1.2.3.2 法拉第超級電容器
        1.2.4 電化學電容器的比電容、電壓、功率與能量密度
        1.2.5 電化學電容器的優(yōu)點
        1.2.6 電化學電容器的應(yīng)用
    1.3 過渡金屬磷化物在析氫中的應(yīng)用
        1.3.1 過渡金屬磷化物析氫簡介
        1.3.2 析氫反應(yīng)的原理
        1.3.3 析氫反應(yīng)的性能
            1.3.3.1 過電勢
            1.3.3.2 塔菲爾斜率與電流密度
            1.3.3.3 穩(wěn)定性
    1.4 本課題研究的目的、意義及內(nèi)容
        1.4.1 課題研究得目的及意義
        1.4.2 本課題的研究內(nèi)容
            1.4.2.1 氫氧化鎳/石墨烯復合材料的制備及其電容性能的研究
            1.4.2.2 磷化鈷/石墨烯復合材料的制備及其析氫性能的研究
            1.4.2.3 磷化鎳/石墨烯復合材料的制備及其析氫性能的研究
第二章 氫氧化鎳/石墨烯復合材料的制備及其電容性能的研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗材料
        2.2.2 實驗儀器
        2.2.3 實驗方案
            2.2.3.1 直接剝離石墨烯片的制備
            2.2.3.2 氫氧化鈉/石墨烯復合材料的制備
    2.3 表征方法
        2.3.1 透射電子顯微鏡測試
        2.3.2 X-射線衍射(XRD)測試
        2.3.3 拉曼光譜測試
        2.3.4 X-射線光電子能譜(XPS)測試
        2.3.5 熱失重(TGA)測試
        2.3.6 電化學測試
    2.4 測試結(jié)果與分析
        2.4.1 TEM表征結(jié)果
        2.4.2 X-射線衍射結(jié)果分析
        2.4.3 拉曼光譜測試結(jié)果
        2.4.4 X射線光電子能譜測試結(jié)果
        2.4.5 TGA測試結(jié)果
        2.4.6 電化學測試結(jié)果與分析
            2.4.6.1 循環(huán)伏安測試
            2.4.6.2 充放電測試
            2.4.6.3 電化學阻抗測試
            2.4.6.4 充放電循環(huán)測試
            2.4.6.5 功率密度與能量密度結(jié)果
    2.5 本章小結(jié)
第三章 磷化鈷/石墨烯復合材料的制備及其析氫性能的研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料
        3.2.2 實驗儀器
        3.2.3 實驗方案
            3.2.3.1 石墨烯的制備
            3.2.3.2 磷化鈷/石墨烯復合材料的制備
    3.3 表征方法
        3.3.1 透射電子顯微鏡(TEM)測試
        3.3.2 X-射線衍射分析(XRD)測試
        3.3.3 X-射線光電子能譜測試
        3.3.4 電化學性能測試
    3.4 測試結(jié)果與分析
        3.4.1 TEM表征結(jié)果
        3.4.2 XRD表征結(jié)果與分析
        3.4.3 XPS表征結(jié)果與分析
        3.4.4 電化學測試結(jié)果與分析
            3.4.4.1 線性掃描伏安法測試結(jié)果
            3.4.4.2 電化學阻抗測試
            3.4.4.3 穩(wěn)定性測試
    3.5 本章小結(jié)
第四章 磷化鎳/石墨烯復合材料的制備及其析氫性能的研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗原料
        4.2.2 實驗儀器
        4.2.3 實驗方案
            4.2.3.1 石墨烯的制備
            4.2.3.2 磷化鎳/石墨烯復合材料的制備
    4.3 表征方法
        4.3.1 透射電子顯微鏡(TEM)測試
        4.3.2 X-射線衍射分析(XRD)測試
        4.3.3 電化學性能測試
    4.4 測試結(jié)果與分析
        4.4.1 TEM表征結(jié)果
        4.4.2 XRD表征結(jié)果
        4.4.3 電化學實驗測試
            4.4.3.1 線性循環(huán)伏安法
            4.4.3.2 電化學阻抗測試
            4.4.3.3 穩(wěn)定性測試
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Nickel Oxide/Carbon Nanotubes Nanocomposite for Electrochemical Capacitance[J]. Kayhyeok AN,Younghee LEE.  Journal of Materials Science & Technology. 2005(03)



本文編號：3217112