本文采用改進Hummers法制備得到氧化石墨,采用超聲剝離法對氧化石墨進行分散得到氧化石墨烯（GO）;首先,將GO粉末作為前驅(qū)體,選取對苯二胺（PPD）為改性試劑及氮（N）源,采用水熱回流法在不同用量比、反應(yīng)溫度下制備得到功能化氧化石墨烯（GOP-X、GOP-T）;然后,以GO凝膠為前驅(qū)體、結(jié)合微波熱還原制備功能化還原石墨烯（MNGP-X）;最后,選取氨水（NH₃·H₂O）作為另一N源,通過水熱法制備不同N源（PPD、NH₃·H₂O、PPD+NH₃·H₂O）N摻雜三維石墨烯（NGP-X）交聯(lián)復(fù)合物,利用XRD、FTIR、Raman、SEM、TEM、XPS和電化學(xué)工作站等對功能化（還原）氧化石墨烯與N摻雜三維石墨烯交聯(lián)復(fù)合物進行表征分析,研究功能化作用過程中改性產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)、形貌及性能變化規(guī)律,揭示作用機理。研究結(jié)果表明:通過改變GO與PPD用量比可以有效調(diào)控GO的結(jié)構(gòu)及性能,在反應(yīng)過程中GO可以同時被還原和N摻雜。隨著PPD與GO用量比的增加,GOP-X層間... 

【文章頁數(shù)】：113 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 立題背景與立題思想
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 石墨烯材料簡述
        1.2.2 石墨烯共價功能化
        1.2.3 石墨烯的非共價功能化
        1.2.4 石墨烯的摻雜
    1.3 課題來源和選題意義
    1.4 研究內(nèi)容與研究目標
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 研究目標
    1.5 研究技術(shù)路線
    1.6 主要研究成果
    1.7 特色與創(chuàng)新點
    1.8 主要工作量
2 反應(yīng)物計量比對功能化氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)、形貌及性能的影響
    2.1 對苯二胺功能化氧化石墨烯的屬性
        2.1.1 實驗
        2.1.2 反應(yīng)物計量比對功能化氧化石墨烯表面官能團的影響
        2.1.3 反應(yīng)物計量比對功能化氧化石墨烯層結(jié)構(gòu)及π體系共軛程度的影響
        2.1.4 反應(yīng)物計量比對功能化氧化石墨烯形貌特征的影響
        2.1.5 反應(yīng)物計量比對功能化氧化石墨烯親水性的影響
        2.1.6 反應(yīng)物計量比對功能化氧化石墨烯導(dǎo)電性能的影響
    2.2 反應(yīng)鍵合類型探討
    2.3 本章小結(jié)
3 反應(yīng)溫度對功能化氧化石墨烯結(jié)構(gòu)、形貌及作用類型的影響
    3.1 不同溫度下制備的功能化氧化石墨烯的屬性
        3.1.1 實驗
        3.1.2 反應(yīng)溫度對功能化氧化石墨烯結(jié)構(gòu)特征的影響
        3.1.3 反應(yīng)溫度對功能化氧化石墨烯形貌特征的影響
        3.1.4 反應(yīng)溫度對功能化氧化石墨烯表面官能團的影響
    3.2 本章小結(jié)
4 微波輻照時間對功能化還原石墨烯結(jié)構(gòu)、形貌及超級電容性能的影響
    4.1 氧化石墨凝膠制備的功能化氧化石墨烯的屬性
        4.1.1 實驗
        4.1.2 反應(yīng)物計量比對功能化氧化石墨烯凝膠結(jié)構(gòu)特征的影響
        4.1.3 反應(yīng)物計量比對功能化氧化石墨烯凝膠表面官能團的影響
    4.2 微波熱還原制備的功能化石墨烯凝膠的屬性
        4.2.1 實驗
        4.2.2 微波輻照時間對功能化還原石墨烯結(jié)構(gòu)特征的影響
        4.2.3 微波輻照時間對功能化還原石墨烯表面官能團的影響
        4.2.4 微波輻照時間對功能化還原石墨烯形貌特征的影響
        4.2.5 微波輻照時間對功能化還原石墨烯超級電容性能的影響
    4.3 本章小結(jié)
5 氮摻雜三維石墨烯交聯(lián)復(fù)合物的制備及超級電容
    5.1 不同N源制備的石墨烯交聯(lián)復(fù)合物的屬性
        5.1.1 實驗
        5.1.2 氮摻雜三維石墨烯交聯(lián)復(fù)合物表面官能團變化特征
        5.1.3 氮摻雜三維石墨烯交聯(lián)復(fù)合物結(jié)構(gòu)變化特征
        5.1.4 氮摻雜三維石墨烯交聯(lián)復(fù)合物形貌變化特征
        5.1.5 氮摻雜石墨烯交聯(lián)復(fù)合物超級電容性能變化
    5.2 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]氧化石墨超聲時間對三維還原氧化石墨烯結(jié)構(gòu)及超級電容性能的影響[J]. 汪建德,彭同江,鮮海洋,孫紅娟,侯云丹.  高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報. 2015(02)
[2]三維還原氧化石墨烯/聚苯胺復(fù)合材料的制備及其超級電容性能[J]. 汪建德,彭同江,鮮海洋,孫紅娟.  物理化學(xué)學(xué)報. 2015(01)
[3]摻氮石墨烯研究[J]. 陳旭,何大平,木士春.  化學(xué)進展. 2013(08)
[4]石墨烯的制備轉(zhuǎn)移及應(yīng)用研究進展[J]. 巨浩波,呂生華,馬宇娟,邱超超.  皮革與化工. 2013(03)
[5]石墨烯基復(fù)合材料的研究進展[J]. 何曉蕾,余燕芳,陳秋玉,石雪英,林深.  材料導(dǎo)報. 2013(05)
[6]微波輻照氣相法合成氮摻雜石墨烯[J]. 王燦,王艷莉,詹亮,何星,楊俊和,喬文明,凌立成.  無機材料學(xué)報. 2012(02)
[7]石墨烯薄膜的制備和結(jié)構(gòu)表征[J]. 楊勇輝,孫紅娟,彭同江,黃橋.  物理化學(xué)學(xué)報. 2011(03)
[8]石墨烯的功能化及其相關(guān)應(yīng)用[J]. 黃毅,陳永勝.  中國科學(xué)（B輯:化學(xué)）. 2009(09)
[9]電化學(xué)超級電容器電極材料的研究進展[J]. 江奇,瞿美臻,張伯蘭,于作龍.  無機材料學(xué)報. 2002(04)
[10]H+輻照前后W涂層表面的XPS分析[J]. 楊斌,雷家榮,汪德志,黃寧康.  原子與分子物理學(xué)報. 2002(01)



本文編號：3660654