石墨烯的化學制備、組裝及其錳氧化物復合材料氧還原催化性能研究.pdf

1、石墨烯是一種由sp2雜化碳組成的新型二維碳材料，因其獨特的結構特征和優(yōu)異的理化性質，在電化學能量存儲與轉化、電子器件、傳感器、儲氫等諸多領域有著廣闊的應用前景。自2004年被報道以來，石墨烯材料在基礎研究及產(chǎn)業(yè)化應用方面發(fā)展迅速，至今十載的發(fā)展熱潮很大程度上依賴于開發(fā)高質量石墨烯的可控制備方法以及在此基礎上的性質探索?；瘜W還原法是一種成本低廉、操作簡便、可宏量制備的方法，具有潛在的市場應用價值。但該方法存在制備石墨烯可控性差、質量低等不

2、足。本論文針對化學還原法制備石墨烯存在的上述難點問題，通過改進制備工藝和調節(jié)反應條件，可控制備了不同形貌和結構的石墨烯材料，并進一步制備了石墨烯基復合材料作為電催化劑應用于氧還原催化領域。
　　在石墨烯的化學還原可控制備方面:(1)通過控制氧化石墨的氧化剝離程度，實現(xiàn)了不同層數(shù)石墨烯材料的可控制備;(2)采用相同氧化剝離充分的氧化石墨為前驅體，考察不同還原方法(NaBH4還原、N2H4·H2O還原與熱膨脹)制備的石墨烯的形貌和性能

3、差異;(3)提出了一種新型的三維結構石墨烯的制備方法，利用石墨烯水溶膠結合冰模板技術，制備了比表面積為470.5 m2g-1，具有多孔結構的三維網(wǎng)狀石墨烯材料。
　　在石墨烯的可控制備基礎上，進一步開展了石墨烯基復合材料的應用探索:利用溶劑熱/水熱法可控制備了錳氧化物/還原氧化石墨烯復合材料（Mn3O4@rGO和MnOOH@rGO），研究其堿性體系下的氧還原電催化性能。制備的MnOx@rGO復合材料的還原峰電流相對于相應的未負載的