基于石墨烯的功能化復(fù)合材料及其在儲(chǔ)能器件中的應(yīng)用.pdf

1、石墨烯獨(dú)特的單原子層結(jié)構(gòu)賦予其豐富而奇特的物理化學(xué)性質(zhì)，使其在納米電子器件，化學(xué)電源，太陽(yáng)能電池，電子顯示器，熱/電傳導(dǎo)器件和功能性復(fù)合材料中具有廣泛的應(yīng)用。
　　 本文圍繞石墨烯及其功能化復(fù)合材料，并對(duì)其在儲(chǔ)能器件中的應(yīng)用開展研究。主要內(nèi)容如下:
　　 1.研究提出了大批量制備氧化石墨烯(GO)的新方法。通過(guò)對(duì)Hummers法的研究和改進(jìn)，使用膨脹石墨取代常用的鱗片石墨材料進(jìn)行氧化剝離，提高了單層GO的剝離效率和產(chǎn)量，

2、簡(jiǎn)化了反應(yīng)步驟，縮短了反應(yīng)時(shí)間，可直接剝離得到單層GO，無(wú)需經(jīng)過(guò)超聲剝離即可用于下一步復(fù)合材料的制備合成，為大量制備單層GO并用于復(fù)合材料的合成打下基礎(chǔ)。
　　 2.采用原位方法制備了基于還原石墨烯(RGO)的復(fù)合材料，并研究了這些復(fù)合材料在鋰硫電池，超級(jí)電容器和鋰離子電池體系中的應(yīng)用，取得較好的結(jié)果。
　　 3.開展基于新型高溫處理石墨烯(MG)的復(fù)合材料的合成方法設(shè)計(jì)和研究，制備了MG-S，MG-MnO，MG-MnO

3、2復(fù)合材料，分別研究這些復(fù)合材料在鋰硫電池，鋰離子電池，鋰空氣電池體系中的應(yīng)用。研究結(jié)果表明，MG石墨烯由于具有高電導(dǎo)率，高比表面積，高單層分散性等優(yōu)點(diǎn)，作為導(dǎo)電骨架遠(yuǎn)優(yōu)于RGO石墨烯骨架，其相應(yīng)的復(fù)合材料所表現(xiàn)出的電化學(xué)性能均顯著優(yōu)于基于RGO的復(fù)合材料。
　　 4.針對(duì)石墨烯表面的氮元素?fù)诫s以及氮摻雜石墨烯在儲(chǔ)能方面的應(yīng)用進(jìn)行了初步的研究。通過(guò)三聚氰胺同氧化石墨烯的反應(yīng)在石墨烯表面實(shí)現(xiàn)氮元素?fù)诫s并同時(shí)阻止了石墨烯面對(duì)面的團(tuán)聚