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《石墨烯_金屬有機配合物復(fù)合電極材料的制備與性能》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、碩士學(xué)位論文石墨烯/金屬有機配合物復(fù)合電極材料的制備與性能作者姓名楚豫寒學(xué)科專業(yè)高分子化學(xué)與物理指導(dǎo)教師黃皓浩副教授所在學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院論文提交日期2018年4月SynthesisandPropertiesofGraphene/MetalOrganicComplexElectrodeCompositesforSupercapacitorADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ChuYuhanSupervisor：Prof.HuangH
2、aohaoSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China摘要超級電容器因其功率密度高、循環(huán)穩(wěn)定性好、充放電速率快被認為是很有前景的新一代儲能器件。進一步提高超級電容器的比電容和電化學(xué)穩(wěn)定性，可采用多種組分復(fù)合的方式來制備電極材料。石墨烯作為重要的超級電容器電極材料，其氧化還原剝離程度、功能化接枝及與其它贗電容材料復(fù)合都是當今研究中的重點和難點。本論文就上述問題主要進行了以下研究：1.首先利用經(jīng)典的Hummers法化學(xué)氧化剝離制備了氧化石墨烯（GO），又通過
3、簡單的N,N-二甲基甲酰胺（DMF）溶劑還原法將其還原制備成還原石墨烯（rGO-DMF）并抽濾制成超柔性石墨烯紙。該石墨烯紙電化學(xué)性能良好，可作為柔性電極材料，有良好的應(yīng)用前景。rGO-DMF還原程度高，C/O原子比高達12.4，而后采用傅立葉紅外光譜（FT-IR）、X射線衍射（XRD）、拉曼（Raman）、X射線光電子能譜（XPS）、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）等測試手段分析探討了DMF還原氧化石墨烯的機理。2.制備好的氧化石墨烯通過簡單的一步高溫溶劑回流法將1,5-二氨基蒽醌（DAAQ）接枝上進
4、行氨基功能化，同時加入廉價的、環(huán)境相容性好的七水合硫酸亞鐵（FeSO4·7H2O）與1,5-二氨基蒽醌配位，最終制得還原石墨烯/鐵離子氨基蒽醌配合物（rGO-DAAQ/Fe）。1,5-二氨基蒽醌的平面結(jié)構(gòu)不僅可以提供雙電層電容，其存在還能阻止石墨烯團聚，1,5-二氨基蒽醌的N、O原子與鐵離子配位后還可以提供較大的贗電容，最終產(chǎn)物通過循環(huán)-1伏安（CV）、恒電流充放電（GCD）、電化學(xué)阻抗譜（EIS）等測試比電容高達377.5Fg，是一種性能優(yōu)良的超級電容器電極材料。3.在上述研究的基礎(chǔ)上，通過原位聚合法
5、將聚苯胺氧化聚合在rGO-DAAQ/Fe上，制得還原石墨烯/鐵離子氨基蒽醌配合物/聚苯胺三元復(fù)合電極材料（rGO-DAAQ/Fe-PANI），聚苯胺原料價格低廉、合成簡單，可以提供贗電容。為了尋求最佳性能，分別制備了rGO-DAAQ/Fe與苯胺單體(Ani)質(zhì)量比為2:1、1:1、1:2、1:3、1:4的多種三元復(fù)合電極材料。電化學(xué)測試結(jié)果表明，1:2比例的rGO-DAAQ/Fe-PANI-1-1三元復(fù)合材料具有最好的電化學(xué)性能，在0.5Ag的電流密度下比電容高達612.7Fg，循環(huán)1000次后依然保留
6、有83%的比電容，是一種很有應(yīng)用前景的超級電容器電極材料。關(guān)鍵詞：石墨烯；1,5-二氨基蒽醌；鐵離子；聚苯胺；復(fù)合電極材料IAbstractSupercapacitorisconsideredtobeapromisingnext-generationenergystoragedeviceduetoitshighpowerdensity,goodcyclestability,andfastchargeanddischargerates.Tofurtherimprovethespecificcapacita
7、nceandelectrochemicalstabilityofsupercapacitor,amulti-componentcompositemethodcanbeusedtoprepareelectrodematerial.Grapheneisanimportantsupercapacitorelectrodematerial.Howtoimproveitsreductiondegreeandfunctionalgraftwithotherpseudocapacitormaterialsaresti
8、llessentialandhardincurrentresearch.Thisthesismainlycarriedoutthefollowingresearchontheaboveissues:1.Grapheneoxide(GO)wasfirstpreparedthroughchemicaloxidationbyusingtheclassicHummers’Method.ThenGOwasreducedtoreducedgraphen
