石墨烯以其在光、電、熱等方面表現(xiàn)出的優(yōu)異性能受到了世界范圍的關(guān)注,隨著石墨烯應(yīng)用研究的發(fā)展,石墨烯已逐漸在軍用、民用等領(lǐng)域表現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。但局限于石墨烯的宏量制備工藝使得石墨烯的應(yīng)用受到了一定的限制,常用的石墨烯生產(chǎn)工藝產(chǎn)量低、成本高、且石墨烯產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法得到保證,因此,開(kāi)發(fā)高效率、低成本、高質(zhì)量、批量化制備石墨烯的生產(chǎn)工藝在石墨烯由研究走向應(yīng)用具有十分重大的意義。受液相剝離的啟發(fā),利用超臨界流體作為剝離介質(zhì)制備石墨烯的方法已見(jiàn)研究;通過(guò)不同的輔助手段可以提升超臨界流體剝離的效率,球磨法以其工藝簡(jiǎn)便處理量大得到了廣泛的應(yīng)用。本論文圍繞以球磨輔助超臨界CO₂剝離制備功能化石墨烯展開(kāi)系統(tǒng)研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）采用兩步法制備硼氮雙摻類(lèi)石墨烯碳納米材料（BNC）,并將其應(yīng)用于堿性體系超級(jí)電容器電化學(xué)性能的研究。在球磨處理時(shí),在石墨原有碳骨架中引入了氮原子和缺陷,使得比電容性能有了顯著的提升,但高倍率性能較差。通過(guò)后續(xù)高溫?zé)崽幚?將硼元素引入其中,隨著溫度的升高,氮元素的保持率升高,使得BNC材料具有較高的初始電容量,而硼元素的引入使得其在高倍率條件下容量保... 

【文章頁(yè)數(shù)】：129 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
創(chuàng)新點(diǎn)
引言
第1章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 石墨烯簡(jiǎn)介
        1.1.1 石墨烯發(fā)現(xiàn)歷程
        1.1.2 石墨烯的性質(zhì)
        1.1.3 石墨烯的用途
    1.2 石墨烯的制備方法
        1.2.1 自上而下法
        1.2.2 自下而上法
    1.3 超臨界流體在石墨烯領(lǐng)域的應(yīng)用
        1.3.1 超臨界流體快速膨脹
        1.3.2 超臨界反溶劑技術(shù)
        1.3.3 超臨界流體化學(xué)沉積
        1.3.4 超臨界CO_2發(fā)泡
        1.3.5 超臨界干燥
        1.3.6 超臨界流體中還原氧化石墨烯
    1.4 超臨界流體剝離石墨烯的發(fā)展
        1.4.1 石墨原料的預(yù)處理
        1.4.2 超臨界流體分子插層過(guò)程
        1.4.3 石墨的剝離過(guò)程
        1.4.4 重復(fù)插層-剝離過(guò)程
    1.5 本論文的選題意義及主要研究?jī)?nèi)容
第2章 球磨處理石墨對(duì)其結(jié)構(gòu)性能的影響
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)所用原料和設(shè)備
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)所用原料
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備
        2.2.3 實(shí)驗(yàn)一般過(guò)程
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 摻雜類(lèi)石墨烯碳材料表征
        2.3.2 摻雜類(lèi)石墨烯碳材料電容器性能
    2.4 本章小結(jié)
第3章 超臨界CO_2分子插層對(duì)剝離效果的影響
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)所用原料和設(shè)備
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)所用原料
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備
        3.2.3 計(jì)算與實(shí)驗(yàn)過(guò)程
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 石墨剝離動(dòng)力學(xué)
        3.3.2 壓力效應(yīng)
        3.3.3 超臨界CO_2剝離石墨的本質(zhì)
        3.3.4 石墨烯的表征
    3.4 本章小結(jié)
第4章 球磨輔助超臨界CO_2剝離過(guò)程制備寡層石墨烯
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)所用原料和設(shè)備
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)所用原料
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備
        4.2.3 實(shí)驗(yàn)一般過(guò)程
        4.2.4 剝離機(jī)理探究
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)剝離效果的影響
        4.3.2 石墨烯材料的表征
        4.3.3 石墨烯材料鋰離子電池性能
    4.4 本章小結(jié)
第5章 球磨輔助超臨界CO_2剝離過(guò)程制備親水性石墨烯
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)所用原料和設(shè)備
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)所用原料
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備
        5.2.3 實(shí)驗(yàn)一般過(guò)程
        5.2.4 制備機(jī)理探究
    5.3 結(jié)果與表征
        5.3.1 親水性石墨烯材料表征
        5.3.2 親水性石墨烯材料親水性及分散性表征
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄 A 重復(fù)性數(shù)據(jù)和圖表
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]A fluid dynamics route for producing graphene and its analogues[J]. Min Yi,Zhigang Shen,Jinyang Zhu.  Chinese Science Bulletin. 2014(16)



本文編號(hào)：3655907