新能源用微納碳材料的研制.pdf

1、納米碳材料種類繁多，它們在形貌、結(jié)構(gòu)、比表面積、活性官能團種類與數(shù)量等各方面各有特色。在新能源中，這些不同為對條件敏感的電化學(xué)反應(yīng)創(chuàng)造了諸多可能。例如，在燃料電池的氧還原過程中及鋰離子電池負極嵌脫鋰反應(yīng)中，新型碳納米材料就扮演著尤為重要的角色。
　　本研究嘗試并制備出了對氧還原反應(yīng)具有較高活性的新型三維枝晶狀石墨烯碳材料。首先以氫氣泡模板法制備出具有三維多孔的銅枝晶模板，再在此模板上通過物理氣相沉積法氣相沉積工藝沉積出石墨烯材料。

2、通過優(yōu)化銅模板沉積工藝和物理氣相沉積法石墨烯沉積參數(shù)，最終制備出具有三維枝晶狀形貌的石墨烯材料。該材料在氧還原反應(yīng)中表現(xiàn)出顯著的催化效果，氧還原起始電位達到-0.149 V(vs.Ag/Agcl)，遠比玻碳電極起始起始電位更正（-0.26 V，vs.Ag/Agcl）。該種新型枝晶狀石墨烯中存在的大量的曲面結(jié)構(gòu)可能是其具有氧還原催化性能的原因。
　　隨后為進一步增加枝晶狀石墨烯的催化活性位點，本研究采用氫氣泡模板法制備出了三維多孔銅

3、鎳合金枝晶模板，并在此模板上通過物理氣相法沉積枝晶狀石墨烯。研究結(jié)果表明選取0.8MNiSO4+0.1M CuSO4+1M H2SO4溶液為沉積液，可通過氫氣泡模板法沉積沉積出三維多孔枝晶狀銅鎳合金模板;在該模板上通過900℃物理氣相沉積，可獲得缺陷更多的枝晶狀石墨烯，該石墨烯與銅枝晶模板上沉積的石墨烯相比，具有更高的氧還原催化活性。
　　第三部分本研究探究不同納米碳后處理工藝，嘗試提升電解法制備出的納米碳材料的電化學(xué)性能，以獲得