石墨烯-有機雜化微孔聚合物制備及儲能應用.pdf

1、石墨烯由于其優(yōu)良的光學、電學、熱力學以及機械性能引起越來越多的科研工作者關注，而它與有機雜化的微孔聚合物相結(jié)合的研究才剛剛開始，它將開辟石墨烯研究的新交叉領域。微孔有機聚合物由于具有較高的比表面積，同時具有良好的熱穩(wěn)定性，可用于分離、吸附及催化劑載體等領域。石墨烯是由大面積共軛及含邊緣和具有不飽和碳氫的類似苯環(huán)結(jié)構(gòu)的缺陷結(jié)構(gòu)，可利用目前構(gòu)筑微孔聚合物的傅-克烷基化反應和肖爾偶聯(lián)反應來獲得石墨烯與微孔有機聚合物雜化的復合材料，因為這兩種反

2、應是利用含苯環(huán)及雜環(huán)的化合物作為單體來編織獲得微孔，而且它們的反應條件簡單，單體來源豐富，可通過控制反應體系獲得不同的孔結(jié)構(gòu)。如果能夠利用傅-克烷基化及肖爾偶聯(lián)方法來構(gòu)筑石墨烯自聚多孔材料及石墨烯有機雜化微孔聚合物，這不但擴展了傅-克烷基化和肖爾偶聯(lián)反應的適用領域，同時有望獲得具有較高的比表面積及導電性能的雜化材料，可用于吸附氣體及作為儲能的超級電容器。
　　因此，本論文研究工作包括以下幾點：
　?。?）首先，以采用傅-克烷

3、基化反應和肖爾偶聯(lián)反應，進行商品多層石墨烯本身的苯環(huán)結(jié)構(gòu)的自聚和與1,3,5-三苯基苯共聚。結(jié)果表明，多層石墨烯更適合與1,3,5-三苯基苯進行共聚雜化，形成雜化微孔聚合物，通過改變石墨烯與1,3,5-三苯基苯的投料比，可得到 GE-Ph3-F和 GE-Ph3-S系列雜化微孔聚合物。雖然電容性能沒有得到提高，但是比表面積得到很大的提高。兩種雜化微孔聚合物以GE-Ph3-F1和GE-Ph3-S5的比表面積最高，用ASAP2020M比表面積

4、孔徑分析儀分析，它們的比表面積分別為1370m2/g和1290m2/g。
　?。?）為了獲得更好的孔性能及電容性能，接著，通過Hummer法制備石墨烯并采用重氮鹽對其改性，獲得分散良好的表面苯基官能團改性的官能化石墨烯（fRGO）。并采用傅-克烷基化反應和肖爾偶聯(lián)反應進行了官能化石墨烯自聚微孔聚合物及與1,3,5-三苯基苯共聚微孔聚合物的合成，對其進行了相關結(jié)構(gòu)與性能表征。結(jié)果表明官能化石墨烯的肖爾偶聯(lián)方法自聚微孔聚合物fRGO-