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文檔簡介
1、我國石墨資源儲(chǔ)量豐富、分布廣泛,以廉價(jià)的天然鱗片石墨為原料,制備高性能石墨烯及其復(fù)合材料已成為研究熱點(diǎn)。石墨烯具有獨(dú)特的蜂窩狀表面結(jié)構(gòu)、良好的光學(xué)透過率和優(yōu)異的導(dǎo)電性能,是很有潛力的光電功能材料。半導(dǎo)體納米晶具有尺寸和化學(xué)組成可調(diào)的光學(xué)性質(zhì),在光電方面具有潛在的應(yīng)用,但半導(dǎo)體納米晶表面能高而易團(tuán)聚,在光電應(yīng)用中受到限制?;诖?,將金屬硫化物半導(dǎo)體顆粒負(fù)載在石墨烯片層上,可阻止半導(dǎo)體顆粒團(tuán)聚,同時(shí)石墨烯高的電子遷移率促使電子與空穴分離,能
2、有效地提高石墨烯/半導(dǎo)體復(fù)合材料的性能。本論文旨在合成石墨烯/ZnS與石墨烯/ZnxCd1-xS半導(dǎo)體復(fù)合材料,并探究其電化學(xué)性能及光電性能。研究內(nèi)容分為以下兩個(gè)部分:
?。?)以97.5%的天然鱗片石墨為原料,采用氫氟酸提純法,制得含碳量為99.49%的高碳石墨。以高碳石墨為原料,采用Hummers制備氧化石墨。進(jìn)一步采用化學(xué)還原法制備石墨烯。以氧化石墨為載體,分別以乙二醇和乙二胺為反應(yīng)溶劑,以硫化鈉和硫脲為硫源,采用溶劑熱法
3、制備石墨烯/ZnS復(fù)合材料。利用X射線衍射分析(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)表征手段分析復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和形貌特征;利用三電極體系對(duì)制得的石墨烯/ZnS復(fù)合材料作循環(huán)伏安測(cè)試(CV)、交流阻抗測(cè)試(EIS)與瞬時(shí)光電流測(cè)試(i-t),研究復(fù)合材料的電化學(xué)性能與光電性能。測(cè)試結(jié)果顯示,以乙二醇為溶劑,以硫脲為硫源制得的石墨烯/ZnS復(fù)合材料的性能最為優(yōu)異,其比電容值為35.10F/g,光電流值約為1.186×10-5A/cm2。
4、> ?。?)在石墨烯/ZnS二元復(fù)合材料基礎(chǔ)上,通過調(diào)節(jié)Zn/Cd的比值,分別采用水熱與溶劑熱法制備石墨烯/ZnxCd1-xS三元復(fù)合材料。XRD結(jié)果顯示,水熱法制得的石墨烯/ZnxCd1-xS三元復(fù)合材料的晶體結(jié)構(gòu)為六方相,溶劑熱法制得的石墨烯/ZnxCd1-xS三元復(fù)合材料的晶體結(jié)構(gòu)隨著Zn含量的增加,由六方相向立方相轉(zhuǎn)變。CV與i-t測(cè)試結(jié)果顯示,石墨烯/ZnxCd1-xS三元復(fù)合材料的比電容值與瞬時(shí)光電流值隨著鋅含量的增加逐漸增
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