由于傳統(tǒng)化石燃料造成的能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題加劇,迫使人類(lèi)對(duì)于新能源的需求迅速的增加。通過(guò)開(kāi)展環(huán)境友好型能源的前沿科技研究來(lái)解決污染問(wèn)題成為近年來(lái)備受關(guān)注的課題。必須設(shè)計(jì)出高效、環(huán)保、低成本的能源,來(lái)滿足現(xiàn)代社會(huì)和工業(yè)發(fā)展的需求,促進(jìn)人類(lèi)的可持續(xù)發(fā)展。首當(dāng)其沖電池和燃料電池成為了研究中的熱點(diǎn)。電池作為典型的電化學(xué)儲(chǔ)能裝置,已經(jīng)廣泛的運(yùn)用于日常生活的點(diǎn)點(diǎn)滴滴,是手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)等設(shè)備的主要電源,比傳統(tǒng)的可充電電池的儲(chǔ)蓄能量高。燃料電池作為一種電化學(xué)轉(zhuǎn)移裝置,因其具有綠色、清潔、無(wú)污染且轉(zhuǎn)化效率高等優(yōu)勢(shì),當(dāng)前已經(jīng)將燃料電池作為汽車(chē)的能源運(yùn)用。石墨烯作為較為典型的石墨碳,因其特殊的結(jié)構(gòu)使得其具有獨(dú)特、優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì),在催化、儲(chǔ)能等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用研究取得了迅速的進(jìn)展。本文結(jié)合當(dāng)前社會(huì)的需求和趨勢(shì),采用微波法合成石墨烯基的復(fù)合材料應(yīng)用于鉀離子電池和燃料電池的陰極反應(yīng)中,優(yōu)化材料在應(yīng)用中的性能。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.提出了一種新型的微波輔助空心石墨烯納米球的快速合成方法,該方法是使用廉價(jià)的有機(jī)小分子材料作為反應(yīng)物在短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化為石墨烯。制備的空心石墨烯納米球在鉀離子電池的電化學(xué)測(cè)試中... 

【文章來(lái)源】：上海師范大學(xué)上海市

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 石墨烯的概述
        1.2.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)
        1.2.2 石墨烯的性質(zhì)
    1.3 石墨烯的制備方法
        1.3.1 微機(jī)械剝離法
        1.3.2 化學(xué)剝離法
        1.3.3 外延生長(zhǎng)法
        1.3.4 氧化還原法
        1.3.5 化學(xué)氣相沉積(CVD)
        1.3.6 其他的制備方法
    1.4 石墨烯的應(yīng)用
        1.4.1 鋰離子電池
        1.4.2 超級(jí)電容器
        1.4.3 催化領(lǐng)域
    1.5 研究思路和主要內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料與儀器設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 材料的表征方法
        2.2.1 場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)
        2.2.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.3 X射線衍射譜(XRD)
        2.2.4 拉曼光譜
        2.2.5 氮?dú)馕?脫附等溫線(BET)
        2.2.6 X射線光電子能譜(XPS)
    2.3 氧還原性能測(cè)試
        2.3.1 循環(huán)伏安測(cè)試(CV)
        2.3.2 線性掃描測(cè)試(LSV)
        2.3.3 抗甲醇性能測(cè)試
        2.3.4 穩(wěn)定性測(cè)試
    2.4 鉀離子電池的封裝及性能測(cè)試
第3章 空心石墨烯納米球的制備及其在鉀離子電池中的應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 材料的制備
        3.2.1 空心石墨烯納米球的制備
        3.2.2 對(duì)照組的實(shí)驗(yàn)方案制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 樣品的形貌和結(jié)構(gòu)組成
        3.3.2 金屬鈉對(duì)材料的影響
        3.3.3 反應(yīng)溫度對(duì)材料的影響
        3.3.4 空心石墨烯納米球的鉀電性能探究
    3.4 材料合成機(jī)理的初步探究
    3.5 本章小結(jié)
第4章 鈀/石墨烯復(fù)合材料的制備及其在氧還原中的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 材料的制備
        4.2.1 鈀負(fù)載石墨烯空心球的制備
        4.2.2 石墨烯空心球的制備(實(shí)驗(yàn)涉及對(duì)比樣)
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 樣品的形貌和結(jié)構(gòu)組成
        4.3.2 金屬Pd對(duì)材料的影響
        4.3.3 微波條件對(duì)材料的影響
        4.3.4 材料的電催化性能
    4.4 小結(jié)
第5章 錳氮摻雜石墨烯的制備方法及其在氧還原中的應(yīng)用
    5.1 引言
    5.2 材料的制備
        5.2.1 錳負(fù)載石墨烯的制備
        5.2.2 錳氮摻雜石墨烯的制備
        5.2.3 氮摻雜石墨烯的制備
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 樣品的形貌與結(jié)構(gòu)組成
        5.3.2 金屬錳對(duì)材料的影響
        5.3.3 其他條件對(duì)材料的影響
        5.3.4 材料的電催化性能
    5.4 小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)介
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氧化石墨烯的制備工藝及熱穩(wěn)定性[J]. 尹芳,陳迪釗,劉佳佳,陳曲,孔海霞,伍超娟.  材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2013(03)
[2]石墨烯的研究進(jìn)展[J]. 劉樂(lè)浩,李鐵虎,趙廷凱,王大為.  材料導(dǎo)報(bào). 2012(09)
[3]石墨烯的制備研究進(jìn)展[J]. 袁小亞.  無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2011(06)



本文編號(hào)：3167120