三維石墨烯的結(jié)構(gòu)調(diào)控及其在超級電容器中應(yīng)用.pdf

1、本文針對二維平面材料石墨烯良好的導(dǎo)電，導(dǎo)熱，機(jī)械性能優(yōu)良等特點(diǎn)，在導(dǎo)電性能方面設(shè)計了實(shí)驗(yàn)方案將利用二維平面片層狀石墨烯通過自組裝的方式加工成三維石墨烯，增加了石墨烯的比表面積和電子傳輸通道并成功應(yīng)用于超級電容器且性能良好；在導(dǎo)熱性能方面，我們將石墨烯通過噴涂的方式制成二維涂層，改性后石墨烯涂層成功地在高溫中粘附于陶瓷基底且增強(qiáng)了陶瓷基底的導(dǎo)熱性能。（1）1,8-辛二胺作為石墨烯片層之間的交聯(lián)劑，利用胺基和石墨稀片層的羧基和環(huán)氧基反應(yīng)形成

2、了三維石墨烯結(jié)構(gòu)；并且利用溫度和濃度的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了三維石墨烯空間結(jié)構(gòu)的調(diào)控，形成了開孔和閉孔結(jié)構(gòu)。開孔和閉孔的石墨烯應(yīng)用在超級電容器的比電容可以達(dá)到167F g-1和132F g-1。（2）本文不僅提供了一種簡單、新穎的方法制備有序三維石墨烯泡沫，同時，也提供了一種新型的結(jié)構(gòu)概念用于制備其他有序三維石墨烯泡沫材料。通過合成不同尺寸的聚糠醇微粒作為軟模板，在離心和攪拌中將石墨烯二維片層對聚糠醇微粒進(jìn)行包裹，利用水合反應(yīng)形成以聚糠醇作為模板

3、的三維石墨烯，通過高溫?zé)茖谌S石墨烯結(jié)構(gòu)中的聚糠醇模板去除，即在形成了與聚糠醇模板相同尺寸的三維孔道。利用不同尺寸模板制備有序三維石墨烯泡沫方法非常新穎，模板法制備的有序三維石墨烯泡沫應(yīng)用在超級電容器正極材料中的比電容值為225F g-1，且具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性，這表明其有作為高性能超級電容器的電極材料的潛能。（3）采用一種高效，低成本，快速的方法增強(qiáng)陶瓷基底的導(dǎo)熱性，我們利用硅烷改性氧化石墨烯，在石墨烯片層上引入Si-O鍵，