一步法合成石墨烯及石墨烯-氧化鈷復(fù)合材料及電化學(xué)性能研究.pdf

1、自從2004年被發(fā)現(xiàn)以來，石墨烯已經(jīng)引發(fā)了新一輪碳質(zhì)材料的研究熱潮。近幾年來，石墨烯及石墨烯復(fù)合材料的各種制備方法相繼出現(xiàn)，其中主要有微機械剝離法、氧化石墨還原法、化學(xué)氣相沉積法等，但是各種制備方法都有其優(yōu)缺點，或者是產(chǎn)率低，或者是過程復(fù)雜、條件苛刻等，因此綜合各種制備方法的優(yōu)缺點，取長補短，來實現(xiàn)高質(zhì)量石墨烯的大規(guī)模制備，是目前需要解決的重要問題。
　　 鑒于上述問題，本課題用一種簡單的一步淬火的方法來制備石墨烯及石墨烯/氧化

2、鈷復(fù)合材料，并對其進(jìn)行了一系列表征研究。為了找到最佳的淬火條件，對一系列極性溶劑及酸堿條件進(jìn)行了考查研究。
　　 通過對大量的低倍透射電鏡(TEM)照片進(jìn)行分析研究，以確定最佳樣品的制備條件；通過高倍透射電鏡(HRTEM)和原子力顯微鏡來確定片層的厚度，得到了大量厚度在2～4層的石墨烯樣品。同時，由于經(jīng)過一個高溫淬火過程，所以有必要對樣品進(jìn)行拉曼光譜(Raman Spectroscopy)，X射線衍射(XRD)，X射線光電子能譜

3、(XPS)以及能譜(EDX)等分析，通過上述分析得知，樣品確實含有一定的缺陷和含氧基團，大約為4％～5％，但是由于原始樣品也有一定的氧含量，大約2.55％，所以可以斷定，樣品的氧含量中有相當(dāng)一部分來自氧化石墨，淬火過程引進(jìn)了很低的氧和缺陷含量。
　　 利用相同的方法，通過在金屬鹽溶液中淬火，得到了石墨烯/氧化鈷復(fù)合材料，先是用透射電鏡(TEM)觀察了樣品形貌，發(fā)現(xiàn)所合成的復(fù)合材料是一種如皺了的絲綢狀的東西：通過X射線衍射(XRD