石墨烯插層復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、風能和水能等的不斷發展，能源存儲及轉換問題成為人們關注的焦點。超級電容器作為一個非常有前景的儲能器件，受到眾多科研工作者的關注，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行電化學性能測試，期望能夠指導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行表征，結果表明脂肪族二胺成功的嵌入到GO層間，且可以通過調節嵌入物的尺寸精確地控制石墨烯插層復合物的層間距。電化學測試表明：無論是DIGOs還是DIGs的比電容都隨著層間距的增大而減??；而經過水合肼還原后，由于導電率和比表面積的增加使得DIGs的比電容增大。動力學研究表

3、明離子在石墨烯插層復合物的吸附過程符合擬二級動力學方程，說明離子擴散速率常數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法和改進后方法制備的GO，通過靜電紡絲技術制備GO/PAN的納米纖維，接著通過預氧化（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）。