石墨烯插层复合物和石墨烯基纤维的制备及其电容性能研究

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2、巧生：郭飞飞＂＇指＂导教Ｗｙ．邢伟教授＾申请学位ｎ类级别：马Ｘ学胃丈；＿－．学科专业名，化学工程与巧术■－－－硏究皮：向：；电化学：２论文完成旧期ＣＨ５年４月２０日．■■■■■‘＇■－．？？？：一．？－－”．－／古．Ｖ；．；－■－＇－町．Ｖ－．？、，，＇．独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究

3、成果，也不包含为获得山东理工大学或其它教育一机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。硏巧生签名：时间：如震年６月Ｓ日奇关于论文使用授权的说明木人完全了解山东理工大学有关保留、使用学位论文的规定：，即学校有Ｌ：！权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅用不同方；学校可式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保巧的学位论文在解密后两遵守此协化）■巧＾研充化签名：案产衫时间：了ｆｅ／ｒ

4、年（（月ＳＨ导师签名：时间：年（巧Ｓ円了《学位论文出版授权书》本人完全同意《中国优秀博硕±学位论文全文数据库出版章程》ＣＷ下简称＂＂＂＂章程），愿意将本人的学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社在《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》中全文发表。《中国优秀博硕±学位１＾１论文全文数括库》可＾电子Ｉ、网络及其它数字媒体形式公开出版并同意编入《中国知识资源总库》，在《中园博硕±学位论文评价数据库》中使用和在互联＂＂网上传播，同意按章程规定享受相关权益。作者签名；杳令令导师签名：诚年月Ｈ７乂把年６月２円＿Ｌ＿２＿＿

5、－＾主学号１０４３３４４所在院系１ＹＩＭ化這去餐ＩＩＩ摘要随着绿色能源如太阳能、风能和水能等的不断发展，能源存储及转换问题成为人们关注的焦点。超级电容器作为一个非常有前景的储能器件，受到众多科研工作者的关注，而对电容器的研究主要集中在电极材料上。本论文制备了不同系列的纳米材料并进行电化学性能测试，期望能够指导高性能电极材料的制备，具体如下：1、脂肪族二胺插层石墨烯的制备及其电容特性研究：以脂肪族二胺为客体分子，与氧化石墨（GO）通过亲核取代反应制备脂肪族二胺插层氧化石墨（DIGOs）；然后在室温下采用水合肼还原，制备脂肪族二胺插层石墨烯（DIGs）。对制备的

6、DIGOs和DIGs采用如X-射线衍射、傅里叶红外光谱、拉曼光谱以及元素分析等一系列方法进行表征，结果表明脂肪族二胺成功的嵌入到GO层间，且可以通过调节嵌入物的尺寸精确地控制石墨烯插层复合物的层间距。电化学测试表明：无论是DIGOs还是DIGs的比电容都随着层间距的增大而减小；而经过水合肼还原后，由于导电率和比表面积的增加使得DIGs的比电容增大。动力学研究表明离子在石墨烯插层复合物的吸附过程符合拟二级动力学方程，说明离子扩散速率常数主要由其层间孔径的大小决定。2、石墨烯基碳纳米纤维的制备及其电容特性研究：以聚丙烯腈（PAN）为碳源，N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为

7、溶剂，分别加入Hummers法和改进后方法制备的GO，通过静电纺丝技术制备GO/PAN的纳米纤维，接着通过预氧化（280℃，1h）、碳化（800℃，1h）步骤制备石墨烯基碳纳米纤维（分别命名为HGCF、IGCF）。对样品采用扫描电子显微镜测试、气体吸附、元素分析和傅里叶红外等一系列表征，结果表明改进后方法制备的GO具有优异的亲水性极易分散减少了片层堆叠，有利于官能团在高温时的脱除，使得其电导率和比表面积都得到提高。对样品进行电化学测试，由于IGCF具有较大的比表面积和电导率，-1-1-1在电流密度为1Ag条件下其比电容（156Fg）高于HGCF的（118Fg），