電弧放電法制備石墨烯及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、運(yùn)用電弧放電制備納米材料，制備出的納米材料純度好，缺陷少，產(chǎn)率高，所以本論文采用電弧放電方法通過大量的工藝探索成功制備出少層高純度性能優(yōu)異的石墨烯，并想通過工藝參數(shù)的控制實現(xiàn)對石墨烯尺寸和層數(shù)的控制；為了進(jìn)一步擴(kuò)大優(yōu)化工藝，我們還嘗試在不同氣氛下制備石墨烯，并對其進(jìn)行了全面的表征，同時這種方法制備的石墨烯具有很好的超疏水性和溶劑可加工性；在制備出高質(zhì)量的石墨烯的基礎(chǔ)上，鑒于這種制備方法可實現(xiàn)成本低，周期短可以實現(xiàn)規(guī)?；椭苽涑龅氖?dǎo)

2、電性較好等特點(diǎn)，我們進(jìn)一步探索其潛在超級電容器方面的應(yīng)用。具體研究內(nèi)容如下：
　　 (1)使用氫氣和氦氣混合氣氛，調(diào)節(jié)制備過程的一些主要參數(shù)來制備少層石墨烯納米片，首先尋求合適的放電電流，嘗試氫氣和氦氣不同的混合比例，并在這兩個優(yōu)化工藝的基礎(chǔ)上探索不同總壓力對制備石墨烯的影響。此外，還研究了放電電流與石墨棒直徑之間的關(guān)系和交直流電對制備樣品的影響；
　　 (2)嘗試不同的放電氣氛，如使用純He，H2，N2，空氣及He，H

3、2，N2之間的混合作為氣氛進(jìn)行實驗，最后得到H2-He，H2-N2，H2-He-N2這三種組合含氫氣氛都可以得到少層石墨烯，通過進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)和性能表征發(fā)現(xiàn)H2-He氣氛下制備的石墨烯結(jié)構(gòu)和性能較好；
　　 (3)對電弧放電制備石墨烯電化學(xué)測試發(fā)現(xiàn)，其沒有預(yù)想的高電容，所以本文對其進(jìn)行了硝酸改性，通過電化學(xué)測試發(fā)現(xiàn)其比電容和電化學(xué)性能大大提高，并研究了提高的原因和機(jī)理。
　　 總之，基于電弧放電法制備的碳納米材料晶型好，缺