二維多孔碳基復(fù)合材料的石墨烯模板法制備及其應(yīng)用研究.pdf

1、多孔材料因為擁有很多獨特的性能和應(yīng)用，在材料研究領(lǐng)域占據(jù)著重要地位。隨著科技進(jìn)步，多孔材料在環(huán)保、通訊、醫(yī)藥、能源、催化以及航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。而石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的碳質(zhì)材料，自被發(fā)現(xiàn)以來，石墨烯及石墨烯基新型復(fù)合材料已經(jīng)成為材料領(lǐng)域的研究熱點。因此，將多孔材料和石墨烯相結(jié)合的復(fù)合材料在最近幾年已經(jīng)得到了越來越多的研究興趣。本文利用石墨烯的二維結(jié)構(gòu)和碳質(zhì)特性，將其同時作為二維模板和碳質(zhì)基底來制備二維多孔碳

2、基復(fù)合材料，同時也利用石墨烯超高比表面積和電導(dǎo)率等來增強材料的性能，具體研究內(nèi)容為：
　?。?）以氧化石墨烯為模板，對其表面進(jìn)行氨基化修飾，進(jìn)而引入大分子鏈轉(zhuǎn)移引發(fā)劑—三硫代酯，通過可逆加成—斷裂鏈轉(zhuǎn)移（RAFT）乳液聚合的方法，在石墨烯表面接枝多孔聚合物，得到了具有超高比表面積的二維多孔聚合物，并對其在氣體存儲方面的應(yīng)用進(jìn)行研究，如氫氣和二氧化碳；
　　（2）以還原氧化石墨烯為模板，在其表面引入碳負(fù)離子，通過陰離子聚合的方

3、法接枝聚丙烯腈，成功制備了二維聚丙烯腈分子刷，隨后將這種石墨烯—聚丙烯腈復(fù)合材料在不同高溫條件下進(jìn)行碳化，得到氮摻雜的二維多孔碳材料，具有較高的電化學(xué)催化活性；
　?。?）有文獻(xiàn)報道，聚丙烯腈與單質(zhì)硫在300℃下可以發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，同時可以促進(jìn)聚丙烯腈成環(huán)。通過實驗我們發(fā)現(xiàn)，將這種硫交聯(lián)聚丙烯腈材料在高溫下進(jìn)一步處理可以得到具有高表面積的氮硫共摻雜多孔碳材料。因此，我們將（2）中原理制備的石墨烯—聚丙烯腈復(fù)合材料與硫進(jìn)行同樣的高溫處