石墨烯及其復(fù)合薄膜在電極材料中的研究

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1、！钃級(jí)遺乂事養(yǎng)ＷＳＯＵＴＨＷＥＳＴ．ＡＯＴＯＮＧＵ．ＶＥＲＳ，ＴＶ＾博士學(xué)位論文ＤＯＣＴＯＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ？‘論文題目：石墨稀及其復(fù)合薄膜在電極毫材料中賺Ｉ、ｋ？指導(dǎo)教師：魯雄教授一＿＿：；．ｆｅ，國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：ＴＢ３密級(jí)：公開(kāi)國(guó)際圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：３１西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文石墨慌及其復(fù)合薄膜在電極材料中的研究２０１１年級(jí)姓名姜麗麗申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別博士學(xué)位專(zhuān)業(yè)材料學(xué)指導(dǎo)老師魯雄二零壹伍年畚月歡Ｃｌａ

2、ｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＢＳ）Ｕ，Ｄ．Ｃ：３１ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＤｏｃｔｏｒＤｅｇｒｅｅＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＧｒａｈｅｍｅａｎｄｉｔｓｃｏｍｏｓｉｔｅｆｉｌｍｓａｓｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓｐｐｍａｔｅｒｉａｌｓＧｒａｄｅ：２０１１Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＪｉａｎｇＬｉｌｉ＇ＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒ：ＤｏｃｔｏｒｓＤｅｒｅｅｇｐｐｇＳｅｃｉａｌｉｔ：ＭａｔｅｒｉａｌｏｐｙｇｙＳｕｐｅｒｖｉｓ

3、ｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＬｕｘｉｏｎｇＭａｒ．９２０１５，西南交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)、本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版。，允許論文被查閱和借閱本人授權(quán)西南交通大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以釆用影印、縮印或掃描等復(fù)印手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于１．保密□，在年解密后適用本授權(quán)書(shū)；丨２．不保密ｙ使用本授權(quán)書(shū)。“”（請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打＞／）學(xué)位論文作者簽名：＾

4、指導(dǎo)老師簽名仏《－、曰期：ｗｒＪｒ／曰期：？／ｊｒ》．＾西南交通大學(xué)博士學(xué)位論文創(chuàng)新性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。對(duì)本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均己在文中作了明確的說(shuō)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。本學(xué)位論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：（１）首先，本文使用溶液蒸發(fā)法制備氧化石墨稀自支撐柔性薄膜材料。通過(guò)比較不同還原方法，得到合適的還原工藝，制備了

5、石墨煉自支撐柔性薄膜，為后續(xù)制備功能化石墨稀自支撐柔性薄膜材料的研究提供實(shí)驗(yàn)及理論依據(jù)（詳見(jiàn)第２章）；２一（）采用種低溫溶液共還原法，同時(shí)還原氧化石墨稀及金屬鹽，得到石墨煉與－金屬納米顆粒的復(fù)合溶液，再利用浸漬提拉法制備石墨稀金屬（Ｃｕ／Ａｇ）納米顆粒復(fù)合透光導(dǎo)電薄膜。結(jié)果表明金屬納米顆粒的加入能有效改善ＲＧＯ透明導(dǎo)電電極的電導(dǎo)率，且Ａｇ對(duì)復(fù)合材料電導(dǎo)率的提升要大于Ｃｕ納米顆粒。隨著金屬納米顆粒含量的增。加，復(fù)合透明導(dǎo)電電極的電導(dǎo)率逐漸增加，但透光率卻逐漸下降可以?xún)?yōu)化金屬納米－。顆粒含量，使ＲＧ

6、Ｏ金屬納米顆粒復(fù)合透明導(dǎo)電電極材料兼具優(yōu)良的導(dǎo)電性及透光性（該方法可在玻璃基底及其他柔性基底上應(yīng)用，制備透明導(dǎo)電電極材料詳見(jiàn)第３章）；（３乙煉微球作為可去除模板化石墨烯優(yōu)異的成膜性，制備多）利用聚苯，結(jié)合氧孔石墨稀自支撐薄膜電極材料并將其應(yīng)用于超級(jí)電容器電極材料一。為了進(jìn)步改善該電極材料電學(xué)性能，采用電化學(xué)沉積法將聚恥咯導(dǎo)電高分子沉積到石墨稀薄膜表面，形成多孔自支撐紙狀石墨?。瓕?dǎo)電高分子復(fù)合薄膜電極材料。結(jié)果表明多孔結(jié)構(gòu)的引入能增加薄膜材料的電容性能，聚批咯能有效增加自支撐紙狀薄膜電極材料的電導(dǎo)率及－電

7、容，多孔石墨稀聚批略復(fù)合材料具有優(yōu)良電化學(xué)性能（詳見(jiàn)第４章）；（４）利用氧化石墨稀較好的成膜性，在其成膜過(guò)程中引入氧化鐵納米顆粒，制備－石墨稀氧化鈦?zhàn)灾稳嵝约垹顝?fù)合電極材料，并將其應(yīng)用于超級(jí)電容器電極。氧化鈦一納米顆粒有效的提高了石墨稀基超級(jí)電容器電極材料的電化學(xué)性能。進(jìn)步使用電化－學(xué)沉積法在石墨烯－氧化鈦薄膜材料表面制備石墨稀－氧化鈦聚批略三相復(fù)合自支撐柔性薄膜電極材料，氧化鈦與聚批咯，結(jié)果表明該三相復(fù)合材料具有更好的電化學(xué)性能對(duì)復(fù)合材料的電化學(xué)性能有協(xié)同增效作用（詳見(jiàn)第５章）。學(xué)位論文作者簽名

8、：＇曰期０：＞／ｖ５．ｊＴｉｊ西南交通大學(xué)博士研究生學(xué)位論文第Ｉ頁(yè)摘要石墨稀具有諸多優(yōu)良的性能，如良好的導(dǎo)電性與透光性，較高的比表面積等，在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的研究和應(yīng)用。本文重點(diǎn)研究了石墨稀及石墨稀復(fù)合材料的制備及其在超級(jí)電容器及透明導(dǎo)電電極材