石墨烯在鋰離子電容器和電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用.pdf

1、石墨烯的理想結(jié)構(gòu)是由碳原子通過sp2雜化軌道組成且只有一個(gè)原子層厚度的六角蜂窩狀二維晶體結(jié)構(gòu)。石墨烯的結(jié)構(gòu)使得石墨烯具備優(yōu)越的物理化學(xué)性質(zhì)，成為眾多領(lǐng)域潛在的應(yīng)用材料，如超級(jí)電容器，傳感器等。石墨烯的制備方法有很多，本文采用的是CVD法制備石墨烯電極材料。
　　在實(shí)驗(yàn)中先研究了CVD法生長(zhǎng)石墨烯的條件，包括氣源配比，溫度，時(shí)間，壓強(qiáng)等，然后進(jìn)行掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、X-射線晶體衍射（XRD）以及拉曼光

2、譜（Raman）對(duì)石墨烯電極進(jìn)行表征分析，最后用石墨烯電極分別構(gòu)建鋰離子電容器和電化學(xué)生物傳感器，研究電化學(xué)中的應(yīng)用。
　　具體的應(yīng)用研究主要分兩部分：1.利用石墨烯鉭絲電極和碳空心球承載的鋰離子電解質(zhì)構(gòu)建鋰離子存儲(chǔ)超級(jí)電容器。研究了電極的石墨烯層和碳空心球電解質(zhì)對(duì)超級(jí)電容器電化學(xué)性能的影響。構(gòu)建的電容器在10Ag-1的電流下比電容能夠達(dá)到593Fg-1，電容器在8000圈充放電循環(huán)后仍能保持91.2％，展現(xiàn)了循環(huán)穩(wěn)定性。并且電容

3、器的電勢(shì)窗能夠達(dá)到0-3V，所以具備的比能量密度能夠達(dá)到132Whkg-1，功率密度能夠達(dá)到3.17kWkg-1。2.石墨烯管用作電極對(duì)抗壞血酸（AA）、多巴胺（DA）、尿酸（UA）、色氨酸（Trp）和亞硝酸根（NO2-）進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)。由于CVD石墨烯的獨(dú)特性質(zhì)，石墨烯管電極對(duì)AA、DA、UA、Trp和NO2-表現(xiàn)出優(yōu)越的電催化活性，高選擇性和高靈敏度。對(duì)AA、DA、UA、Trp和NO2-的檢測(cè)線性范圍分別為6-1500μM，0.4-1