石墨烯是一種透明的導(dǎo)電和導(dǎo)熱材料,具有高的電子遷移率和大的比表面積,因而被廣泛應(yīng)用于電極材料。本文采用浸漬法制備出氧化石墨烯（GO）以及氧化石墨烯復(fù)合材料膜層,然后使用介質(zhì)阻擋放電（DBD）等離子體制備氮摻雜還原氧化石墨烯（N-rGO）及其復(fù)合材料,并且將GO和納米金AuNPs以及氮化鈦進(jìn)行復(fù)合,制備出N-rGO/AuNPs和N-rGO/TiN電極。氧化石墨烯在氮等離子體和尿素的共同作用下被還原,并且將氮元素成功摻雜進(jìn)石墨烯的晶格中。經(jīng)氮等離子體處理之后,GO上出現(xiàn)明顯褶皺結(jié)構(gòu),FTIR表明氧化石墨烯表面的氧官能團(tuán)被移除,Roman結(jié)果中GO晶格的無序度增加,XPS結(jié)果石墨烯中出現(xiàn)N1s峰,這些都表明氮等離子體成功引入C-N基團(tuán)。石墨烯電極表現(xiàn)為雙層當(dāng)電容器,有良好的充放電特性,充放電過程中,表現(xiàn)出良好的自由電子和電離子移動(dòng)。N-rGO的最大質(zhì)量比電容為55.11 F/g,對(duì)應(yīng)面積比電容為69.8 mF/cm²。N-rGO/AuNPs的,質(zhì)量比電容為36 F/g,對(duì)應(yīng)面積比電容為19.2 mF/cm²。N-rGO/TiN的最大質(zhì)量比電容為27... 

【文章來源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 等離子體技術(shù)
        1.1.1 介質(zhì)阻擋放電的研究歷史
        1.1.2 低溫等離子體技術(shù)的應(yīng)用
    1.2 石墨烯材料概述
        1.2.1 石墨烯簡(jiǎn)介
        1.2.2 石墨烯的結(jié)構(gòu)與性能
        1.2.3 石墨烯的應(yīng)用
        1.2.4 石墨烯的制備方法
        1.2.5 氮摻雜石墨烯
        1.2.6 石墨烯復(fù)合材料
        1.2.7 氧化石墨烯浸漬層薄膜
        1.2.8 等離子體氮摻雜石墨烯的研究現(xiàn)狀
    1.3 中國科學(xué)院電工研究所現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容及研究意義
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 研究意義
第二章 石墨烯薄膜制備
    2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        2.1.1 試劑及儀器設(shè)備
        2.1.2 氧化石墨烯溶液配置
        2.1.3 尿素溶液配置
        2.1.4 納米金制備
        2.1.5 氮化鈦制備
        2.1.6 氧化石墨烯浸漬膜層制備
        2.1.7 石墨烯及其復(fù)合電極制備
    2.2 材料表征方法
        2.2.1 物理特性測(cè)量
        2.2.2 電化學(xué)特性測(cè)量
    2.3 本章小結(jié)
第三章 石墨烯薄膜性能表征
    3.1 物理特性
        3.1.1 氧化石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)表征
        3.1.2 X射線衍射分析(XRD)
        3.1.3 傅里葉紅外變換光譜分析(FTIR)
        3.1.4 拉曼光譜(Raman)
        3.1.5 X射線光電子能譜儀(XPS)
    3.2 電化學(xué)特性
        3.2.1 循環(huán)伏安測(cè)試(CV)
        3.2.2 恒電流充放電測(cè)試(GCD)
        3.2.3 電化學(xué)阻抗譜分析(EIS)
    3.3 本章小結(jié)
第四章 石墨烯復(fù)合薄膜性能表征
    4.1 N-rGO/AuNPs復(fù)合材料
        4.1.1 納米金顆粒的表征
        4.1.2 循環(huán)伏安測(cè)試(CV)
        4.1.3 恒流充放電測(cè)試(GCD)
        4.1.4 阻抗譜測(cè)試(EIS)
    4.2 N-rGO/TiN復(fù)合材料
        4.2.1 TiN表征
        4.2.2 循環(huán)伏安測(cè)試(CV)
        4.2.3 恒流充放電測(cè)試(GCD)
        4.2.4 阻抗譜測(cè)試(EIS)
    4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]納秒脈沖火花放電高效轉(zhuǎn)化甲烷的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 孫昊,張帥,韓偉,高遠(yuǎn),王瑞雪,邵濤.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(04)
[2]納秒脈沖放電等離子體助燃技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 聶萬勝,周思引,車學(xué)科.  高電壓技術(shù). 2017(06)
[3]脈沖介質(zhì)阻擋放電等離子體催化CH4直接轉(zhuǎn)化[J]. 高遠(yuǎn),張帥,劉峰,王瑞雪,汪鐵林,邵濤.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(02)
[4]等離子體沉積類SiO2薄膜抑制環(huán)氧樹脂表面電荷積聚[J]. 海彬,章程,王瑞雪,張帥,陳根永,邵濤.  高電壓技術(shù). 2017(02)
[5]等離子體重油加工技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 張凱,王瑞雪,韓偉,張帥,楊清河,邵濤.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(24)
[6]大氣壓放電等離子體研究進(jìn)展綜述[J]. 李和平,于達(dá)仁,孫文廷,劉定新,李杰,韓先偉,李增耀,孫冰,吳云.  高電壓技術(shù). 2016(12)
[7]大氣壓脈沖氣體放電與等離子體應(yīng)用[J]. 邵濤,章程,王瑞雪,嚴(yán)萍,任成燕.  高電壓技術(shù). 2016(03)
[8]重頻脈沖放電等離子體處理聚合物材料加快表面電荷消散的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 馬云飛,章程,李傳揚(yáng),陳根永,周遠(yuǎn)翔,邵濤.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(06)
[9]等離子體流動(dòng)控制研究進(jìn)展與展望[J]. 吳云,李應(yīng)紅.  航空學(xué)報(bào). 2015(02)
[10]石墨烯復(fù)合材料的研究及其應(yīng)用[J]. 任成,王小軍,李永祥,王建龍,曹端林.  現(xiàn)代化工. 2015(01)



本文編號(hào)：3635482