功能化石墨烯复合物的制备及其应用.pdf

《功能化石墨烯复合物的制备及其应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、功能化石墨烯复合物的制备及其应用郑观培2015年1月中图分类号：UDC分类号：功能化石墨烯复合物的制备及其应用作者姓名郑观培学院名称化学学院指导教师邵会波教授曲良体教授答辩委员会主席张韫宏教授申请学位理学硕士学科专业化学学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月PreparationandApplicationofFunctionalGrapheneCompositesCandidateName:GuanpeiZhengSchoolorDepartment:ChemistryFacultyMentor:

2、Prof.HuiboShaoProf.LiangtiQuChair,ThesisCommittee:Prof.YunhongZhangDegreeapplied:MasterofScienceMajor:ChemistryDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:January,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已

3、经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一共工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：摘要石墨烯是具有二维平面结构的碳材料，被公认为是金属或金属氧化物的良好载体。融合金属或其氧化物与石墨烯各自优点得到功能复合材料具有重要的意义。借助基底金属的还原性将氧化石墨烯自发还原并组装成三维的多孔网格结构石墨烯，进一步利用基底金属支持的还原氧化石墨烯与目标产物相应的金属盐溶液进行反应得到金属或其氧化物功能化

4、的三维多孔的还原氧化石墨烯复合材料。通过上述方法，在以锌、铜、铁箔为基底的还原氧化石墨烯上得到相应的金属、金属氧化物、金属单质和金属氧化物、合金的石墨烯复合材料。从而发展了一种简便普适的制备功能性石墨烯复合物的方法。将通过上述方法制备的石墨烯复合材料应用在燃料电池和光电转换相应研究中，研究结果表明，其中修饰有铂纳米颗粒的石墨烯复合物作为乙醇氧化反应的电催化剂，其活性是商业铂碳催化剂的2.5倍；沉积有氧化锌纳米颗粒的石墨烯复合物可用于光电转换材料。另外，本论文还介绍了两种由土状石墨剥离制备石墨烯的方法，得到的均为

5、少数曾石墨烯，两种方法的反应条件温和，步骤简洁，不仅提供新的石墨烯制备方法，也有益于土状石墨矿的开采。关键词：三维还原氧化石墨烯；功能复合材料；催化剂；金属；土状石墨。IAbstractGraphene,acarbonmaterialthathastwodimensional(2D)planarstructure,whichiswidelydeemedasanadvancedsupportingmaterialofmetalsandmetaloxides.Combiningwiththeadvantagesof

6、metalormetallicoxideandgraphenerespectivelytoobtainfunctionalgraphenecompositesisofgreatsignificance.Grapheneoxidewasspontaneousreducedandassembledintopore-richthreedimensional(3D)networksbecauseoftheactivesubstratemetal.Thenaddingmetalsaltsolutionreactswith

7、thesubstratemetalwhichiscoveredbyablacklayerofreducedgrapheneoxidetopreparefunctionalgraphenecompositesmodifyingwithcorrespondingmetalcompounds.Withtheabovepowerfulmethod,weobtainedaseriesofgraphenecompositesmodifyingwithsinglemetal,metaloxide,metal/metaloxi

8、deandalloywhenZn,CuandFefoilassubstraterespectively.Sowedevelopasimpleanduniversalapproachtofunctionalgraphenecomposites.Aspreparedgraphenecompositematerialswerestudiedontheapplicationsoffuelcel