氟烷基鏈-碳烷基鏈改性石墨烯的制備及其性能研究.pdf

1、最近，石墨烯由于其獨(dú)特的二維原子厚度結(jié)構(gòu)以及較為突出的性能已經(jīng)引起了人們廣泛的關(guān)注，并且越來越多的應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)過程中。為了使石墨烯更好的發(fā)揮其應(yīng)用，控制石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)以及化學(xué)組成成分是至關(guān)重要的。在石墨烯上引入長鏈的官能團(tuán)不僅可以將氧化石墨還原并且可以改變石墨烯的化學(xué)組成以及結(jié)構(gòu)性質(zhì)，為石墨烯在電容器以及分子選擇性分離應(yīng)用中提供了可能性。因此，在本文中，我們分別采用不同氟烷基鏈/碳烷基鏈作為還原劑改性氧化石墨，用于制備超級電容器以及

2、油水分離實(shí)驗(yàn)中。
　　含氟官能團(tuán)呈現(xiàn)出非常好的功能性由于其不僅可以改變石墨烯表面的物理化學(xué)性質(zhì)而且可以改變其電子和磁性能。因此本論文第一個課題是首次以對全氟辛基苯胺作為還原劑和功能劑，采用簡便的溶液法一步制備合成以及表征了全氟功能化的石墨烯，更值得一提的是，采用水熱法制備得到了全氟烴基功能化的石墨烯水凝膠。獲得的石墨烯水凝膠呈現(xiàn)出非常好的吸附性能以及電化學(xué)性能包括最大比電容達(dá)到321.6F g-1，并且在水性電解質(zhì)以及有機(jī)電解質(zhì)中

3、都呈現(xiàn)出非常好的循環(huán)穩(wěn)定性；全氟烴基功能石墨烯電子結(jié)構(gòu)的改變進(jìn)一步通過密度泛函理論進(jìn)行模擬計(jì)算。
　　本論文的另一課題是采用不同烷基鏈鏈長的烴基胺類包括正丙胺，正辛胺，正十二胺作為還原劑和功能劑，采用簡單的溶液法制備得到烴基功能化是石墨烯。通過XRD，F(xiàn)T-IR，Raman，EDX等表征手段證實(shí)氧化石墨烯的還原。通過抽濾的方法制備不同厚度的石墨烯薄膜，并通過AFM表征其表面粗糙度以及SEM測定其厚度。不同石墨烯薄膜的疏水性通過測試