石墨烯的化學(xué)制備、組裝及其錳氧化物復(fù)合材料氧還原催化性能研究.pdf

1、石墨烯是一種由sp2雜化碳組成的新型二維碳材料，因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)異的理化性質(zhì)，在電化學(xué)能量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)化、電子器件、傳感器、儲(chǔ)氫等諸多領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。自2004年被報(bào)道以來，石墨烯材料在基礎(chǔ)研究及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面發(fā)展迅速，至今十載的發(fā)展熱潮很大程度上依賴于開發(fā)高質(zhì)量石墨烯的可控制備方法以及在此基礎(chǔ)上的性質(zhì)探索。化學(xué)還原法是一種成本低廉、操作簡(jiǎn)便、可宏量制備的方法，具有潛在的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。但該方法存在制備石墨烯可控性差、質(zhì)量低等不

2、足。本論文針對(duì)化學(xué)還原法制備石墨烯存在的上述難點(diǎn)問題，通過改進(jìn)制備工藝和調(diào)節(jié)反應(yīng)條件，可控制備了不同形貌和結(jié)構(gòu)的石墨烯材料，并進(jìn)一步制備了石墨烯基復(fù)合材料作為電催化劑應(yīng)用于氧還原催化領(lǐng)域。
　　在石墨烯的化學(xué)還原可控制備方面:(1)通過控制氧化石墨的氧化剝離程度，實(shí)現(xiàn)了不同層數(shù)石墨烯材料的可控制備;(2)采用相同氧化剝離充分的氧化石墨為前驅(qū)體，考察不同還原方法(NaBH4還原、N2H4·H2O還原與熱膨脹)制備的石墨烯的形貌和性能

3、差異;(3)提出了一種新型的三維結(jié)構(gòu)石墨烯的制備方法，利用石墨烯水溶膠結(jié)合冰模板技術(shù)，制備了比表面積為470.5 m2g-1，具有多孔結(jié)構(gòu)的三維網(wǎng)狀石墨烯材料。
　　在石墨烯的可控制備基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展了石墨烯基復(fù)合材料的應(yīng)用探索:利用溶劑熱/水熱法可控制備了錳氧化物/還原氧化石墨烯復(fù)合材料（Mn3O4@rGO和MnOOH@rGO），研究其堿性體系下的氧還原電催化性能。制備的MnOx@rGO復(fù)合材料的還原峰電流相對(duì)于相應(yīng)的未負(fù)載的