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《石墨烯基薄膜及復(fù)合材料的制備與超級電容器應(yīng)用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號：密級：學(xué)校代碼：學(xué)號：遣掌師筢大學(xué)10165201010960碩士學(xué)位論文⑨石墨烯基薄膜及復(fù)合材料的制備與超級電容器應(yīng)用作者姓名：學(xué)科、專業(yè)：研究方向：導(dǎo)師姓名：李雨佳化學(xué)、無機化學(xué)無機材料化學(xué)曲江英2013年5月學(xué)位論文獨倉IJ性聲明本人承諾：所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下所取得的研究成果。論文中除特別加以標注和致謝的地方外，不包含他人和其他機構(gòu)已經(jīng)撰寫或發(fā)表過的研究成果，其他同志的研究成果對本人的啟示和所提供的幫助，均已在論文中做了明確的聲明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名：7丞碰學(xué)位論文版權(quán)的使用授權(quán)書本學(xué)
2、位論文作者完全了解遼寧師范大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，及學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交復(fù)印件或磁盤，允許論文被查閱和借閱。本文授權(quán)遼寧師范大學(xué)，可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫并進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文，并且本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。保密的學(xué)位論文在解密后使用本授權(quán)書。學(xué)位論文作者簽名：蘭象缸睦．指導(dǎo)教師簽名：簽名日期：砌年∥月／日摘要石墨烯(Graphene)由單層碳原子緊密堆積成二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的一種碳質(zhì)新材料。由于其獨特的組成和結(jié)構(gòu)，
3、使其在力學(xué)、熱學(xué)和電學(xué)等方面具有非同尋常的性質(zhì)，有望在機械、電子等諸多領(lǐng)域發(fā)揮潛在的應(yīng)用價值。本論文以改進的Hummers法制備的氧化石墨烯(GO)為原料，分別制備出石墨烯薄膜(rGO)、石墨烯／聚丙烯酸鈉(rGO／PAAS)復(fù)合薄膜以及石墨烯／四氧化三錳(rOO／Mn304)復(fù)合物等系列材料。利用X．射線衍射(XRD)、拉曼光譜(gaman)、紅外光譜(IR)、紫外可見光譜(UV．vis)、透射電鏡(TEM)以及熱重(TGA)等技術(shù)手段對所制備的產(chǎn)品進行表征，并以其作為超級電容器電極材料，在電池測試和電化學(xué)分析系統(tǒng)進行
4、充放電測試和循環(huán)伏安測試。主要研究結(jié)果如下：1．采用酸性Ⅺ溶液還原由真空抽濾得到的氧化石墨烯薄膜，制得具有良好完整性的石墨烯薄膜。研究表明，體系中鹽酸的濃度和反應(yīng)時間影響Ⅺ溶液還原氧化石墨薄膜的效果。當鹽酸濃度為lmolL‘1的50％Ⅺ溶液還原氧化石墨烯膜30min時，所得的石墨烯薄膜保持了良好的完整性，并且在6molL-1KOH電解質(zhì)溶液中，其比電容可達到181Fg～，經(jīng)過600次循環(huán)后比電容依然保持大約90％。2．采用真空抽濾可溶性石墨烯與聚丙烯酸鈉的混合物制備了孔道可調(diào)的石墨烯／聚丙烯酸鈉復(fù)合薄膜。結(jié)果表明，具有吸
5、濕和遇水膨脹性質(zhì)的聚丙烯酸鈉存在，有助于調(diào)控石墨烯薄膜在干／濕兩態(tài)下孔道的閉合與開放。石墨烯與聚丙烯酸鈉的比例對所得薄膜的孔道大小和性能有較大的影響。當石墨烯與聚丙烯酸鈉質(zhì)量比為10：1時，所得／聚丙烯酸鈉復(fù)合薄膜表現(xiàn)出良好的電容性能。在濕膜狀態(tài)下比電容為294．2Fg～。經(jīng)過干燥．濕潤處理后，該膜的比電容依然保持為256．2Fg～，且經(jīng)過1000次循環(huán)后比電容依然保持91％，表明該復(fù)合薄膜在干燥后仍可表現(xiàn)穩(wěn)定的電容性能。3．針對Hummers法制備GO過程中Mn2+大量浪費的問題，提出了一種綠色合成石墨烯／Mn304納
6、米復(fù)合材料的方法。以改進的Hummers法制備的含有氧化石墨烯／硫酸錳(GO／MnS04)的懸濁液作為原料，在體系中加入高錳酸鉀原位合成了GO／Mn02復(fù)合物，再經(jīng)由低溫?zé)崽幚碇苽淞藃GO／Mn304納米復(fù)合材料。通過改變GO／MnS04懸濁液中MnS04的含量實現(xiàn)rGO／Mn304復(fù)合物中Mn304質(zhì)量分數(shù)的可控調(diào)變。該法充分利用了氧化石墨原液中的錳離子，節(jié)省了原料，同時避免了GO繁瑣的分離過程，簡化了實驗步驟。所得復(fù)合材料作為超級電容器電極材料展現(xiàn)了良好的電化學(xué)電容性能，在飽和K2S04電解質(zhì)溶液和50mAg。1的電
7、流密度下，Mn304含量為88％時其比電容達284Fg一。關(guān)鍵訶：氧化石墨烯；石墨烯；石墨烯薄膜；石墨烯復(fù)合材料；超級電容器目錄摘要????????????????????????????????????????????．IAbstract????????????????????????????????????????????．．II錄????????????????????????????????．．Ⅳ第1章引言???????????????????????????????．．11．1石墨烯的結(jié)構(gòu)與制備方法??????
8、????????????????．．21．1．1石墨烯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)??????????????????????21．1．2石墨烯的制備方法???????????????????????31．2石墨烯薄膜的制備方法與應(yīng)用????????????????????．．81．2．1石墨烯薄膜的制備方法????????????
