本文關(guān)鍵詞：機械球磨法制備石墨烯量子點及其在超級電容器中的應(yīng)用　出處：《鄭州大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關(guān)文章： 機械球磨 石墨烯量子點(GQDs) 動力學 復合材料 比電容

【摘要】：一種新型的碳納米材料,即石墨烯量子點(GQDs),其尺寸在10 nm以下。由于GQDs顯示熒光特性,因此大多數(shù)應(yīng)用集中在光致發(fā)光的相關(guān)領(lǐng)域。在最近的研究中,由于其表面積大,因此被做成電極應(yīng)用于電容器和電池方面。本文以GQDs新的制備方法為對象展開研究,以六氯苯作為碳的前驅(qū)體,采用機械球磨法制備GQDs,并對其形貌結(jié)構(gòu)、電容性能等進行探索。本研究主要包括以下幾個部分:第一部分,以六氯苯為原料,加入鎂粉進行球磨反應(yīng)。實驗結(jié)果表明當球磨機的轉(zhuǎn)速為180 r/min,球磨時間為16 h、金屬鎂粉與六氯苯的摩爾比為9:1時,得到的GQDs產(chǎn)率最高。通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)對該方法的反應(yīng)動力學進行探索,結(jié)果表明六氯苯的去除率與時間基本成線性關(guān)系,說明通過該法制備GQDs的反應(yīng)過程符合準一級反應(yīng)動力學。該制備方法鮮見文獻報道,有一定創(chuàng)新性,通過該方法能實現(xiàn)對GQDs的批量生產(chǎn)。第二部分,通過XRD、TEM、FT-IR、XPS、Raman、Zeta電位、PL等手段對所得GQDs進行表征,結(jié)果表明該方法所制備的GQDs的平均尺寸為2.5 nm,且表面含有大量的羥基、羧基等基團,其乙醇溶液在紫外燈(365 nm)下顯示藍色熒光。將該GQDs制作成電極材料,通過循環(huán)伏安曲線、交流阻抗、恒電流充放電以及循環(huán)穩(wěn)定性測試了它的電容性能。結(jié)果表明該電極材料的阻抗值為0.05Ω,在6 M的KOH電解液下,比電容為128 F/g,并具有優(yōu)良的循環(huán)穩(wěn)定性。第三部分,將GQDs與鎳鋁層狀雙金屬氫氧化物(NiAl-LDH)通過層層自組裝的方法制成復合材料GQDs@NiAl-LDH,分析了GQDs含量對復合材料電容性能的影響,實驗結(jié)果表明,GQDs含量為10%時,復合材料具有最大的電容及優(yōu)異的大電流充放電特性。電流密度為1 A/g時比電容為869 F/g,此外,在1 A/g下循環(huán)充放電2000次,比電容為最初的69.6%。復合材料顯示出較高的比電容和優(yōu)良的循環(huán)穩(wěn)定性能。
[Abstract]:A new type of carbon nano - material , i.e . , graphene quantum dots ( GQDs ) , has a size of less than 10 nm . The results show that the obtained GQDs have the highest yield due to the large surface area of GQDs . At 1 A / g , the charge and discharge cycle is 2000 times and the specific capacitance is 69.6 % . The composite shows higher specific capacitance and excellent cycle stability .

【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TB383.1;TM53

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