三维石墨烯的结构调控及其在超级电容器中的应用

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2、专业学位类别工程硕＋，？类型—丑制＼专业（领域）光学工掉￣￣■：：论文提交日期二零一五年五月－一与，．气？苗．．ｒ，ｙ祕．．南京邮电大学学位论女原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研巧成果。尽我所知，论文中不包含其他人已经发表或撰写过，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外的研巧成果。，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一本人学位论文及涉及相关资料若

3、有不实，愿意承担切相关的法律责任。研巧生签名：嗔、日期：兴／叫南京邮电大学学位论文使用授送权声明本人授权南京邮电大学可Ｗ保留并向国家有关部口或机构交论入文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编有关数据库进行检索；。本文电子文档的内容和纸质可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。．研究生签名：飾襄导师签名；師两知働期：／啼心叫ＩFormationofTunableThree-dime

4、nsionalNetworksofGrapheneHydrogelandTheirApplicationinSuperCapacitorsThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofMasterofEngineeringBySongZhaoTongSupervisor:Prof.WeiHuangMay20151摘要本文针对二维平面材料石墨烯良好的导电，导热，机械性能优良等特点，在导电性能方面设计了实验方案将利用二维平面片层状石墨烯通过自组装的方式加工成三维

5、石墨烯，增加了石墨烯的比表面积和电子传输通道并成功应用于超级电容器且性能良好；在导热性能方面，我们将石墨烯通过喷涂的方式制成二维涂层，改性后石墨烯涂层成功地在高温中粘附于陶瓷基底且增强了陶瓷基底的导热性能。（1）1,8-辛二胺作为石墨烯片层之间的交联剂，利用胺基和石墨稀片层的羧基和环氧基反应形成了三维石墨烯结构；并且利用温度和浓度的调节，实现了三维石墨烯空间结构的调控，形成了开孔和闭孔结构。开孔和闭孔的石墨烯应用在超级-1-1电容器的比电容可以达到167Fg和132Fg。（2）本文不仅提供了一种简单、新颖的方法制备有序三维石墨烯泡沫，同时，也提供了一种新型的结构概念用于制备其他

6、有序三维石墨烯泡沫材料。通过合成不同尺寸的聚糠醇微粒作为软模板，在离心和搅拌中将石墨烯二维片层对聚糠醇微粒进行包裹，利用水合反应形成以聚糠醇作为模板的三维石墨烯，通过高温烧灼将包裹在三维石墨烯结构中的聚糠醇模板去除，即在形成了与聚糠醇模板相同尺寸的三维孔道。利用不同尺寸模板制备有序三维石墨烯泡沫方法非常新颖，模板法制备的有序三维石-1墨烯泡沫应用在超级电容器正极材料中的比电容值为225Fg，且具有良好的循环稳定性，这表明其有作为高性能超级电容器的电极材料的潜能。（3）采用一种高效，低成本，快速的方法增强陶瓷基底的导热性，我们利用硅烷改性氧化石墨烯，在石墨烯片层上引入Si-O键，

7、Si-O可以很好的与陶瓷基底进行反应，这样就可以利用化学键的连接在陶瓷基底上引入石墨烯，再经过高温烧灼后去除石墨烯和陶瓷基底中间的Si-O键，这样石墨烯和基底之间链接就更加紧密。我们首次研究通过化学键的作用在陶瓷基底和石墨烯之间建立联系。我们在陶瓷基底上分别喷涂1~4,5~7,8~12,10~15硅烷改性的石墨烯，我们发现喷涂后与喷涂前的陶瓷基底的导热率增强了3~4倍。关键词:石墨烯，三维石墨烯，三维结构控制，超级电容器，石墨烯涂层，导热石墨烯2Abstract2Abstract：Graph