發(fā)布時間：2023-09-21 20:26

　　石墨烯因其大的理論比表面積,良好的導(dǎo)熱導(dǎo)電性和優(yōu)異的機(jī)械性能,被認(rèn)為是用作超級電容器的理想電極材料,但石墨烯單純的雙電層電容,以及單層片狀結(jié)構(gòu)易發(fā)生團(tuán)聚、堆疊而導(dǎo)致其表面積減小,離子導(dǎo)電率降低,限制了其性能的發(fā)揮。將石墨烯片層組裝成三維立體結(jié)構(gòu)可以有效克服石墨烯堆疊和團(tuán)聚的缺點,增加其比表面積。同時對石墨烯進(jìn)行雜原子摻雜可有效調(diào)控石墨烯的物化特性,改善石墨烯的電子結(jié)構(gòu),提高石墨烯的導(dǎo)電率和氧化還原活性,這是目前提高石墨烯電化學(xué)性能的兩個主要途徑。本文利用自制的氧化石墨(GO)為原料,水熱還原合成三維石墨烯水凝膠,利用氮、硫、磷等雜原子摻雜改性三維石墨烯,分析比較了不同類型石墨烯材料的微觀結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能。重點研究了摻雜磷含量、不同磷源對石墨烯電化學(xué)性能的影響,并與納米結(jié)構(gòu)的聚苯胺復(fù)合,以期得到具有優(yōu)異電化學(xué)性能的電極材料。主要研究內(nèi)容如下:(1)以氧化石墨為原料,利用尿素、對甲苯磺酸、植酸等為氮源、硫源、磷源,采取水熱法分別制備了三維還原氧化石墨烯水凝膠(RGO)和氮、硫、磷等雜原子摻雜的三維還原氧化石墨烯水凝膠(RGN、RGS和RGP),分別測試了GO、RGO、RGN、RGS和RGP...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級電容器
    1.3 三維石墨烯在超級電容器中的應(yīng)用
    1.4 雜原子摻雜石墨烯電極材料的制備和應(yīng)用
        1.4.1 氮原子摻雜石墨烯
        1.4.2 硫原子摻雜石墨烯
        1.4.3 磷原子摻雜石墨烯
    1.5 石墨烯復(fù)合材料的制備和應(yīng)用
    1.6 本課題的研究意義和主要內(nèi)容
第2章 氮、硫、磷摻雜三維石墨烯水凝膠的制備及電化學(xué)性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑與儀器
        2.2.2 材料的制備
    2.3 材料的表征方法和電化學(xué)測試技術(shù)
        2.3.1 結(jié)構(gòu)表征
        2.3.2 材料的電化學(xué)測試
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 材料的表征
        2.4.2 電極材料的電化學(xué)性能測試
    2.5 本章小結(jié)
第3章 磷摻雜三維石墨烯水凝膠的制備及電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑與儀器
        3.2.2 材料的制備
    3.3 材料的表征方法和電化學(xué)測試技術(shù)
        3.3.1 結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 材料的電化學(xué)測試
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 不同摻雜劑磷原子摻雜三維石墨烯水凝膠的結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能分析
        3.4.2 植酸為摻雜劑的磷原子三維石墨烯水凝膠的結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 氮、硫、磷摻雜石墨烯/聚苯胺復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑與儀器
        4.2.2 材料的制備
    4.3 材料的表征方法和電化學(xué)測試技術(shù)
        4.3.1 結(jié)構(gòu)表征
        4.3.2 材料的電化學(xué)測試
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 聚苯胺納米管的結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能分析
        4.4.2 雜原子摻雜三維石墨烯/聚苯胺納米管的結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能分析
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
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本文編號：3848337