機械球磨法制備石墨烯量子點及其在超級電容器中的應用.pdf

1、石墨烯量子點(GQDs)是一種新型的碳納米材料，其尺寸在10 nm以下。由于GQDs顯示熒光特性，因此大多數(shù)應用集中在光致發(fā)光的相關領域。在最近的研究中，由于其表面積大，因此被做成電極應用于電容器和電池方面。本文以GQDs新的制備方法為對象展開研究，以六氯苯作為碳的前驅(qū)體，采用機械球磨法制備GQDs，并對其反應動力學、形貌結(jié)構(gòu)、電容性能等進行探索，主要研究內(nèi)容如下:
　　第一部分，以六氯苯為原料，加入鎂粉進行球磨反應。實驗結(jié)果表明

2、當球磨機的轉(zhuǎn)速為180 r/min，球磨時間為16 h、金屬鎂粉與六氯苯的摩爾比為9∶1時，得到的GQDs產(chǎn)率最高。通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)對該方法的反應動力學進行探索，結(jié)果表明六氯苯的去除率與時間基本成線性關系，說明通過該法制備GQDs的反應過程符合準一級反應動力學。該制備方法鮮見文獻報道，有一定創(chuàng)新性，通過該方法能實現(xiàn)對GQDs的批量生產(chǎn)。
　　第二部分，通過XRD、TEM、FT-IR、XPS、Raman、Zet

3、a電位、PL等手段對所得GQDs進行表征，結(jié)果表明該方法所制備的GQDs的平均尺寸為2.5 nm，且表面含有大量的羥基、羧基等基團，其乙醇溶液在紫外燈(365 nm)下顯示藍色熒光。將該GQDs制作成電極材料，通過循環(huán)伏安曲線、交流阻抗、恒電流充放電以及循環(huán)穩(wěn)定性測試了它的電容性能。結(jié)果表明該電極材料的阻抗值為0.05 Q，在6M的KOH電解液下，比電容為128 F/g，并具有優(yōu)良的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　第三部分，將GQDs與鎳鋁層狀