本文選題：氮化硼 + 石墨烯��； 參考：《湖南大學》2015年碩士論文

【摘要】：超級電容器,通常稱為電化學電容器,在電子設備上的能量儲存和傳輸上有重要作用。超級電容器有很多優(yōu)良的性質,如高功率密度、循環(huán)壽命長、充放電時間快。碳材料由于其優(yōu)良的性質如低成本、無毒、環(huán)境友好和穩(wěn)定性,因而其被廣泛用于超級電容器研究。在碳材料家族中,石墨烯具有高的比表面積、良好的導電性、較高的理論電容容量等優(yōu)良性質被認為是非常具有希望的下一代儲能材料。石墨烯的理論電容為550 F g~(-1),然而目前大部分石墨烯類超級電容器的電容都遠遠低于這個數值。尤其在大電流充放電時更小,在電流密度為10 A g~(-1)時其電容僅有40 F g~(-1)。本文以氧化石墨烯(GO)為基本原料,將它分別與氮化硼、液相剝離的石墨烯(LG)進行組裝制備了氮化硼/石墨烯(BN/RGO)、折疊石墨烯(FTG)復合材料。并將它們應用于超級電容儲能研究。這些無機復合材料,有效的減少了石墨烯的團聚、有利于電解質溶液與電極材料的接觸。這些無機復合材料的研究為石墨烯在儲能領域的應用做出了前期準備,具有重要的科學意義。因此,石墨烯二元無機復合材料的研究在能源化工領域有重要的潛在的應用價值。本文的研究工作主要有以下兩點:1.簡便合成了BN/RGO。這種復合材料用于超級電容研究,在電流密度為2 A g~(-1)時它的電容比較大,達140 F g~(-1);它的倍率性能非常好,在電流密度為50 A g~(-1)電容仍然有71.5 F g~(-1);它的循環(huán)性能非常好,在掃描速度為200 m V s~(-1)時循環(huán)1000圈后,電容反而增加了5.5%。這些良好的電容性能說明BN/RGO在超級電容領域有很大的潛在應用價值。2.將氧化石墨和液相剝離制備的石墨烯進行組裝,然后經過超聲和還原反應,制備了FTG。FTG由少層石墨烯片層組成。它具有很好的結晶性、三維立體結構和非常均一的介孔�；贔TG制備的超級電容顯示出增強的電化學性能。在掃描速度為1 m V s~(-1)時,FTG的電容為195.4 F g~(-1);在掃描速度為500 m V s~(-1)時循環(huán)8000圈,其電容仍然保持93.9%。這些結果說明FTG是一種具有較好電容性能超級電容電極材料。論文的創(chuàng)新點就在于制備了無金屬、環(huán)境友好的石墨烯復合材料并用于超級電容儲能研究。這些復合材料的儲能效果理想,制備方法比較簡單、便于工業(yè)化,在能源化工領域有潛在的工業(yè)應用價值。
[Abstract]:Supercapacitors, commonly known as electrochemical capacitors, play an important role in energy storage and transmission in electronic devices. Supercapacitors have many excellent properties, such as high power density, long cycle life and fast charge / discharge time. Carbon materials are widely used in supercapacitors because of their excellent properties such as low cost, non-toxic, environmentally friendly and stable. In the carbon materials family, graphene has high specific surface area, good conductivity, high theoretical capacitance capacity and other excellent properties are considered to be very promising for the next generation of energy storage materials. The theoretical capacitance of graphene is 550 F / g ~ (-1). However, the capacitance of most graphene supercapacitors is far below this value. Especially in the case of high current charge and discharge, the capacitance is only 40 F / g ~ (-1) when the current density is 10 A / g ~ (-1). In this paper, boron nitride / graphene oxide (BN / RGOG) composite was prepared by assembling it with boron nitride (BN) and liquid phase exfoliated graphene (LGG) with graphene oxide (GOO) as the basic raw material. They are applied to the study of super capacitor energy storage. These inorganic composites can effectively reduce the agglomeration of graphene and facilitate the contact between electrolyte solution and electrode material. The research of these inorganic composite materials is of great scientific significance for the application of graphene in the field of energy storage. Therefore, the study of graphene binary inorganic composites has important potential application value in the field of energy and chemical industry. The research work of this paper mainly has the following two points: 1. BN / RGO was synthesized conveniently. This composite is used in the study of super capacitances, its capacitance is relatively large when the current density is 2 A g ~ (-1), it reaches 140 F / g ~ (-1), its rate performance is very good, and it still has a capacitance of 71.5 F / g ~ (-1) when the current density is 50 A / g ~ (-1), and its cycle performance is very good. After 1000 cycles at a scanning speed of 200mV / s ~ (-1), the capacitance increased by 5.5 times. These good capacitive properties show that BN/RGO has great potential application value in the field of super capacitor. Graphite oxide and graphene prepared by liquid phase stripping were assembled, and then FTG.FTG was prepared by ultrasonic and reduction reaction. It has good crystallization, three-dimensional structure and very uniform mesoporous. Supercapacitors based on FTG show enhanced electrochemical performance. The capacitance of FTG is 195.4 F / g ~ (-1) when the scanning speed is 1 MV / s ~ (-1) and 8000 cycles at the scanning speed of 500 MV / s ~ (-1). These results indicate that FTG is a super capacitor electrode material with good capacitance performance. The innovation of this paper lies in the preparation of metal-free and environmentally friendly graphene composites and their application in energy storage of super capacitors. These composite materials have the advantages of ideal energy storage effect, simple preparation method and convenient industrialization, so they have potential industrial application value in the field of energy and chemical industry.
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB332;TM53

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 ;科學家首次用納米管制造出石墨烯帶[J];電子元件與材料;2009年06期

2 ;石墨烯研究取得系列進展[J];高科技與產業(yè)化;2009年06期

3 ;新材料石墨烯[J];材料工程;2009年08期

4 ;日本開發(fā)出在藍寶石底板上制備石墨烯的技術[J];硅酸鹽通報;2009年04期

5 馬圣乾;裴立振;康英杰;;石墨烯研究進展[J];現代物理知識;2009年04期

6 傅強;包信和;;石墨烯的化學研究進展[J];科學通報;2009年18期

7 ;納米中心石墨烯相變研究取得新進展[J];電子元件與材料;2009年10期

8 徐秀娟;秦金貴;李振;;石墨烯研究進展[J];化學進展;2009年12期

9 張偉娜;何偉;張新荔;;石墨烯的制備方法及其應用特性[J];化工新型材料;2010年S1期

10 萬勇;馬廷燦;馮瑞華;黃健;潘懿;;石墨烯國際發(fā)展態(tài)勢分析[J];科學觀察;2010年03期

相關會議論文 前10條

1 成會明;;石墨烯的制備與應用探索[A];中國力學學會學術大會'2009論文摘要集[C];2009年

2 錢文;郝瑞;侯仰龍;;液相剝離制備高質量石墨烯及其功能化[A];中國化學會第27屆學術年會第04分會場摘要集[C];2010年

3 張甲;胡平安;王振龍;李樂;;石墨烯制備技術與應用研究的最新進展[A];第七屆中國功能材料及其應用學術會議論文集（第3分冊）[C];2010年

4 趙東林;白利忠;謝衛(wèi)剛;沈曾民;;石墨烯的制備及其微波吸收性能研究[A];第七屆中國功能材料及其應用學術會議論文集（第7分冊）[C];2010年

5 沈志剛;李金芝;易敏;;射流空化方法制備石墨烯研究[A];顆粒學最新進展研討會——暨第十屆全國顆粒制備與處理研討會論文集[C];2011年

6 王冕;錢林茂;;石墨烯的微觀摩擦行為研究[A];2011年全國青年摩擦學與表面工程學術會議論文集[C];2011年

7 趙福剛;李維實;;樹枝狀結構功能化石墨烯[A];2011年全國高分子學術論文報告會論文摘要集[C];2011年

8 吳孝松;;碳化硅表面的外延石墨烯[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

9 周震;;后石墨烯和無機石墨烯材料:計算與實驗的結合[A];中國化學會第28屆學術年會第4分會場摘要集[C];2012年

10 周琳;周璐珊;李波;吳迪;彭海琳;劉忠范;;石墨烯光化學修飾及尺寸效應研究[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

相關重要報紙文章 前10條

1 姚耀;石墨烯研究取得系列進展[N];中國化工報;2009年

2 劉霞;韓用石墨烯制造出柔性透明觸摸屏[N];科技日報;2010年

3 記者 王艷紅;“解密”石墨烯到底有多奇妙[N];新華每日電訊;2010年

4 本報記者 李好宇 張們捷(實習) 特約記者 李季;石墨烯未來應用的十大猜想[N];電腦報;2010年

5 證券時報記者 向南;石墨烯貴過黃金15倍 生產不易炒作先行[N];證券時報;2010年

6 本報特約撰稿 吳康迪;石墨烯 何以結緣諾貝爾獎[N];計算機世界;2010年

7 記者 謝榮　通訊員 夏永祥 陳海泉 張光杰;石墨烯在泰實現產業(yè)化[N];泰州日報;2010年

8 本報記者 紀愛玲;石墨烯：市場未啟 炒作先行[N];中國高新技術產業(yè)導報;2011年

9 周科競;再說石墨烯的是與非[N];北京商報;2011年

10 王小龍;新型石墨烯材料薄如紙硬如鋼[N];科技日報;2011年

相關博士學位論文 前10條

1 呂敏;雙層石墨烯的電和磁響應[D];中國科學技術大學;2011年

2 羅大超;化學修飾石墨烯的分離與評價[D];北京化工大學;2011年

3 唐秀之;氧化石墨烯表面功能化修飾[D];北京化工大學;2012年

4 王崇;石墨烯中缺陷修復機理的理論研究[D];吉林大學;2013年

5 盛凱旋;石墨烯組裝體的制備及其電化學應用研究[D];清華大學;2013年

6 伊丁;石墨烯吸附與自旋極化的第一性原理研究[D];山東大學;2015年

7 梁巍;基于石墨烯的氧還原電催化劑的理論計算研究[D];武漢大學;2014年

8 王義;石墨烯的模板導向制備及在電化學儲能和腫瘤靶向診療方面的應用[D];復旦大學;2014年

9 劉明凱;帶狀石墨烯納米復合材料的制備及其性能研究[D];復旦大學;2014年

10 劉勇;智能化及摻雜改性石墨烯的研究及應用[D];復旦大學;2014年

相關碩士學位論文 前10條

1 詹曉偉;碳化硅外延石墨烯以及分子動力學模擬研究[D];西安電子科技大學;2011年

2 王晨;石墨烯的微觀結構及其對電化學性能的影響[D];北京化工大學;2011年

3 苗偉;石墨烯制備及其缺陷研究[D];西北大學;2011年

4 蔡宇凱;一種新型結構的石墨烯納米器件的研究[D];南京郵電大學;2012年

5 金麗玲;功能化石墨烯的酶學效應研究[D];蘇州大學;2012年

6 黃凌燕;石墨烯拉伸性能與尺度效應的研究[D];華南理工大學;2012年

7 劉汝盟;石墨烯熱振動分析[D];南京航空航天大學;2012年

8 雷軍;碳化硅上石墨烯的制備與表征[D];西安電子科技大學;2012年

9 于金海;石墨烯的非共價功能化修飾及載藥系統(tǒng)研究[D];青島科技大學;2012年

10 李晶;高分散性石墨烯的制備[D];上海交通大學;2013年

，

本文編號：1877774