石墨烯基納米復(fù)合材料的制備及光電性質(zhì)研究.pdf

1、石墨烯是一種新型2D納米材料，它是繼富勒烯球、碳納米管之后又一重大發(fā)現(xiàn)。石墨烯一系列優(yōu)良的物理、化學(xué)性質(zhì)，使其自2004年被Geim小組發(fā)現(xiàn)以來，成為了人們研究的最熱門的材料之一。近年來，隨著不可再生能源的大量消耗以及生態(tài)環(huán)境的日益惡化，對于潔凈、可再生能源的迫切需要迫使人們致力于研究和發(fā)展能源存儲設(shè)備以及清潔能源設(shè)備。超級電容器和太陽能電池，作為能源存儲設(shè)備以及清潔能源的代表，近些年得到了廣泛的研究。本論文利用石墨烯或氧化石墨烯為基底

2、，制備了一系列能源材料，研究了所得材料的電容性質(zhì)以及光電轉(zhuǎn)換性質(zhì)。主要研究內(nèi)容如下:
　　1.NiS/氧化石墨烯納米復(fù)合材料的制備及電容性質(zhì)在氧化石墨烯存在下，通過水熱過程制備NiS/氧化石墨烯納米復(fù)合材料。利用掃描電子顯微鏡(SEM)，透射電子顯微鏡(TEM)，X-射線衍射儀(XRD)等對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，結(jié)果表明:呈現(xiàn)顆粒狀的NiS（粒徑約50 nm）均勻地分布在片層的氧化石墨烯表面。通過阻抗譜及循環(huán)伏安法研究了納米復(fù)合物

3、的導(dǎo)電性及電化學(xué)性質(zhì)。結(jié)果表明:氧化石墨烯的加入大大增強(qiáng)了NiS的導(dǎo)電性，同時(shí)改善了復(fù)合物的電容性質(zhì)及穩(wěn)定性。充放電測試結(jié)果表明:NiS/氧化石墨烯納米復(fù)合材料的比電容達(dá)高達(dá)800 F/g(1Ag-1)，反復(fù)充放電1000次后，依然能保持良好的穩(wěn)定性。
　　2.Ag/電化學(xué)還原氧化石墨烯納米復(fù)合材料的制備及光電轉(zhuǎn)換性質(zhì)Ag/電化學(xué)還原氧化石墨烯納米復(fù)合材料是通過電化學(xué)沉積方法制備的，實(shí)驗(yàn)中以Pt絲為對電極、飽和甘汞電極為參比電極、

4、導(dǎo)電玻璃(ITO)為工作電極，以循環(huán)伏安(CV)方法使銀納米顆粒和還原的GO同時(shí)沉積在工作電極上。利用UV-Vis， XRD，SEM對所得產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明:還原的氧化石墨烯均勻地包裹在Ag納米顆粒的表面，與單體Ag顆粒比較，復(fù)合材料中的Ag顆粒分布更加均勻且尺寸更小。光電轉(zhuǎn)換測試結(jié)果表明:Ag/電化學(xué)還原氧化石墨烯納米復(fù)合材料在紫外、可見混合光的輻照下具有良好的光電轉(zhuǎn)換性能。
　　3.Ag3PO4/TiO2/氧化石墨烯

5、復(fù)合薄膜的制備及光電轉(zhuǎn)換性質(zhì)Ag3PO4/TiO2/GO復(fù)合物分三步制備。首先，利用溶膠凝膠的方法制備氫氧化鈦溶膠，并向該溶膠中加入氧化石墨烯溶液。然后，利用硝酸銀與磷酸鈉在乙二醇介質(zhì)中反應(yīng)制備Ag3PO4。晟后，將Ag3PO4產(chǎn)物加入到氫氧化鈦溶膠-氧化石墨烯混合液中即得Ag3PO4/TiO2/GO復(fù)合物。以上述復(fù)合物溶液為修飾液，以導(dǎo)電玻璃(ITO)為基底，通過浸漬-涂覆-煅燒等過程，獲得Ag3PO4/TiO2/GO復(fù)合薄膜。利用U