石墨烯-有機(jī)雜化微孔聚合物制備及儲(chǔ)能應(yīng)用.pdf

1、石墨烯由于其優(yōu)良的光學(xué)、電學(xué)、熱力學(xué)以及機(jī)械性能引起越來(lái)越多的科研工作者關(guān)注，而它與有機(jī)雜化的微孔聚合物相結(jié)合的研究才剛剛開(kāi)始，它將開(kāi)辟石墨烯研究的新交叉領(lǐng)域。微孔有機(jī)聚合物由于具有較高的比表面積，同時(shí)具有良好的熱穩(wěn)定性，可用于分離、吸附及催化劑載體等領(lǐng)域。石墨烯是由大面積共軛及含邊緣和具有不飽和碳?xì)涞念愃票江h(huán)結(jié)構(gòu)的缺陷結(jié)構(gòu)，可利用目前構(gòu)筑微孔聚合物的傅-克烷基化反應(yīng)和肖爾偶聯(lián)反應(yīng)來(lái)獲得石墨烯與微孔有機(jī)聚合物雜化的復(fù)合材料，因?yàn)檫@兩種反

2、應(yīng)是利用含苯環(huán)及雜環(huán)的化合物作為單體來(lái)編織獲得微孔，而且它們的反應(yīng)條件簡(jiǎn)單，單體來(lái)源豐富，可通過(guò)控制反應(yīng)體系獲得不同的孔結(jié)構(gòu)。如果能夠利用傅-克烷基化及肖爾偶聯(lián)方法來(lái)構(gòu)筑石墨烯自聚多孔材料及石墨烯有機(jī)雜化微孔聚合物，這不但擴(kuò)展了傅-克烷基化和肖爾偶聯(lián)反應(yīng)的適用領(lǐng)域，同時(shí)有望獲得具有較高的比表面積及導(dǎo)電性能的雜化材料，可用于吸附氣體及作為儲(chǔ)能的超級(jí)電容器。
　　因此，本論文研究工作包括以下幾點(diǎn)：
　?。?）首先，以采用傅-克烷

3、基化反應(yīng)和肖爾偶聯(lián)反應(yīng)，進(jìn)行商品多層石墨烯本身的苯環(huán)結(jié)構(gòu)的自聚和與1,3,5-三苯基苯共聚。結(jié)果表明，多層石墨烯更適合與1,3,5-三苯基苯進(jìn)行共聚雜化，形成雜化微孔聚合物，通過(guò)改變石墨烯與1,3,5-三苯基苯的投料比，可得到 GE-Ph3-F和 GE-Ph3-S系列雜化微孔聚合物。雖然電容性能沒(méi)有得到提高，但是比表面積得到很大的提高。兩種雜化微孔聚合物以GE-Ph3-F1和GE-Ph3-S5的比表面積最高，用ASAP2020M比表面積

4、孔徑分析儀分析，它們的比表面積分別為1370m2/g和1290m2/g。
　　（2）為了獲得更好的孔性能及電容性能，接著，通過(guò)Hummer法制備石墨烯并采用重氮鹽對(duì)其改性，獲得分散良好的表面苯基官能團(tuán)改性的官能化石墨烯（fRGO）。并采用傅-克烷基化反應(yīng)和肖爾偶聯(lián)反應(yīng)進(jìn)行了官能化石墨烯自聚微孔聚合物及與1,3,5-三苯基苯共聚微孔聚合物的合成，對(duì)其進(jìn)行了相關(guān)結(jié)構(gòu)與性能表征。結(jié)果表明官能化石墨烯的肖爾偶聯(lián)方法自聚微孔聚合物fRGO-