石墨烯插層復(fù)合物和石墨烯基纖維的制備及其電容性能研究.pdf

1、隨著綠色能源如太陽能、風(fēng)能和水能等的不斷發(fā)展，能源存儲(chǔ)及轉(zhuǎn)換問題成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。超級電容器作為一個(gè)非常有前景的儲(chǔ)能器件，受到眾多科研工作者的關(guān)注，而對電容器的研究主要集中在電極材料上。本論文制備了不同系列的納米材料并進(jìn)行電化學(xué)性能測試，期望能夠指導(dǎo)高性能電極材料的制備，具體如下：
　　1、脂肪族二胺插層石墨烯的制備及其電容特性研究：以脂肪族二胺為客體分子，與氧化石墨（GO）通過親核取代反應(yīng)制備脂肪族二胺插層氧化石墨（DIGOs

2、）；然后在室溫下采用水合肼還原，制備脂肪族二胺插層石墨烯（DIGs）。對制備的DIGOs和DIGs采用如X-射線衍射、傅里葉紅外光譜、拉曼光譜以及元素分析等一系列方法進(jìn)行表征，結(jié)果表明脂肪族二胺成功的嵌入到GO層間，且可以通過調(diào)節(jié)嵌入物的尺寸精確地控制石墨烯插層復(fù)合物的層間距。電化學(xué)測試表明：無論是DIGOs還是DIGs的比電容都隨著層間距的增大而減?。欢?jīng)過水合肼還原后，由于導(dǎo)電率和比表面積的增加使得DIGs的比電容增大。動(dòng)力學(xué)研究表

3、明離子在石墨烯插層復(fù)合物的吸附過程符合擬二級動(dòng)力學(xué)方程，說明離子擴(kuò)散速率常數(shù)主要由其層間孔徑的大小決定。
　　2、石墨烯基碳納米纖維的制備及其電容特性研究：以聚丙烯腈（PAN）為碳源，N,N-二甲基甲酰胺（DMF）為溶劑，分別加入Hummers法和改進(jìn)后方法制備的GO，通過靜電紡絲技術(shù)制備GO/PAN的納米纖維，接著通過預(yù)氧化（280℃，1 h）、碳化（800℃，1 h）步驟制備石墨烯基碳納米纖維（分別命名為HGCF、IGCF）。