電化學(xué)法制備石墨烯復(fù)合材料及其儲(chǔ)能特性研究.pdf

1、目前制備石墨烯的方法有多種，主要有機(jī)械剝離法、化學(xué)氣相沉積法、外延生長(zhǎng)法及電化學(xué)還原氧化石墨烯等，其中電化學(xué)還原氧化石墨烯法由于過(guò)程可控、易操作和綠色等特點(diǎn)備受關(guān)注。本文采用電化學(xué)還原方法制備電化學(xué)還原氧化石墨烯（ERGO）和電化學(xué)還原氧化石墨烯/碳納米管（ERGO/CNTs）薄膜。采用掃描電鏡（SEM）、紅外光譜（FT-IR）、拉曼光譜（Roman）、X射線衍射（XRD）對(duì)薄膜進(jìn)行表征，研究還原條件對(duì)ERGO和ERGO/CNTs電化學(xué)

2、性能的影響，并比較分析了ERGO和ERGO/CNTs薄膜的電化學(xué)性能。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1、采用滴凃法制備氧化石墨烯（GO）薄膜，再將制備的GO薄膜在硫酸鈉電解液中電化學(xué)還原，獲得ERGO薄膜。研究結(jié)果表明：電化學(xué)還原過(guò)程對(duì)GO的形貌影響不明顯，ERGO基本延續(xù)了GO片層的初始形貌，表現(xiàn)出連續(xù)的脊?fàn)铖薨櫧Y(jié)構(gòu)；與GO相比，ERGO中羧基和環(huán)氧基的含量明顯減少，但是還有其它含氧官能團(tuán)（如羥基）未被有效去除；電化學(xué)還原過(guò)程非

3、常迅速，會(huì)引入了如五元環(huán)和七元環(huán)形成缺陷結(jié)構(gòu)；還原過(guò)程中氧化石墨烯的層間剝離或膨脹使得ERGO結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)無(wú)序化。通過(guò)工藝優(yōu)化，電化學(xué)循環(huán)伏安法制備性能良好的ERGO薄膜的條件是：掃描電位范圍為0至-1.4V，掃描速率為50mv/s，掃描圈數(shù)為30圈，電解質(zhì)濃度為0.5mol/l，電解液PH值為6。
　　2、將GO和CNTs混合分散均勻并采用滴涂法制備GO/CNTs薄膜，并將其在硫酸鈉電解液中電化學(xué)還原，獲得ERGO/CNTs復(fù)合薄膜

4、。研究結(jié)果表明：CNTs能夠有效分散在ERGO中，形成了碳納米管的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；加入CNTs后，減少了GO電化學(xué)還原過(guò)程中缺陷的產(chǎn)生，但是GO的還原程度有所降低；優(yōu)化的電化學(xué)循環(huán)伏安法制備ERGO/CNTs薄膜的條件是：GO與CNTs的質(zhì)量比為50:1，掃描電位范圍為0至-1.4V，掃描速率為50mv/s，掃描圈數(shù)為30圈，電解質(zhì)濃度為0.5mol/l，電解液PH值為6。
　　3、對(duì)比分析了ERGO和ERGO/CNTs電極薄膜的電化學(xué)