石墨烯改性及其電化學性能研究.pdf

1、2004年，Geim等人成功制備出了石墨烯，石墨烯以其獨特的結構和性能迅速引起了廣泛的關注。目前，研究者通過不同方法對石墨烯進行改性來發(fā)現(xiàn)石墨烯更多的性能和應用領域。對石墨烯改性主要是通過對石墨烯摻雜來實現(xiàn)。本文通過等離子體技術制備摻氮石墨烯并研究了其在堿性條件下的對氧還原催化以及電容性能，通過液相還原法制備石墨烯負載鉑，研究其對甲醇的催化氧化。通過液相加熱法制備摻氮石墨烯并與碳管進行復合，研究其電容性能。
　　本研究主要內容包括

2、：⑴采用Hummers法制備氧化石墨烯干燥后得到蓬松的氧化石墨粉末，以氧化石墨為前軀體，使用NH3等離子體對氧化石墨進行還原摻雜制備摻氮石墨烯。較于傳統(tǒng)的液相還原法，等離子體還原摻雜法，能夠減少石墨烯制備步驟，大大降低了石墨烯制備時間。本文所制備的摻氮石墨烯在堿性條件下對氧具有較好的催化還原作用，并通過計時電流發(fā)現(xiàn)摻氮石墨烯具有很好的穩(wěn)定性。與氧化石墨烯進行對比，發(fā)現(xiàn)經(jīng)摻氮后石墨烯的催化性能顯著提高，并在對氧的還原過程中反應為電子轉移數(shù)

3、為n=3.25。通過液相還原法制備石墨烯負載鉑，在酸性條件下對甲醇有良好的催化氧化作用，并與碳納米管負載鉑進行對比，發(fā)現(xiàn)石墨烯負載鉑具有更好的催化性能。⑵通過NH3等離子體處理制備的摻氮石墨烯，在堿性電解液條件下，具有較好的電容性能。通過對摻氮時間的控制，發(fā)現(xiàn)摻氮時間為30分鐘時，摻氮石墨烯的電容性能最好。在充電電流為0.5A·g-1時其比電容為178F·g-1。并通過H2等離子體對摻氮石墨烯進行再處理，探討了不同官能團對電容性能的影響