石墨烯接枝聚电解质PSSNa及其掺杂导电聚合物的研究

摘要

石墨烯自2004年首次报导以来,以它独特的化学、电学、力学、热学性能备受广大科学家的关注,然而其化学惰性也限制了它在很多方面的应用,故石墨烯的接枝修饰问题迫在眉睫。
　　 本实验采用原位聚合法将聚电解质PSSNa接枝修饰到氧化石墨烯上,经过水合肼的还原作用得到在水中稳定分散的石墨烯。在实验过程中,我们通过改变引发剂量的加入来调节接枝链的长短,进而调节接枝率,引发剂加入量越多,接枝率越低。我们采用SEM,TEM对接枝物的形貌进行了分析,采用紫外光谱分析了接枝物在水中的分散效果,采用了红外,XPS,拉曼光谱等测试分析了官能团和元素,提供了成功接枝的证据,利用XPS和热重数据估算了接枝反应的接枝率。
　　 我们将制得的G-g-PSSNa接枝物酸化后,通过化学氧化聚合将苯胺甲.体聚合沉积到G—g-PSSNa表面,得到了G-g-PSSNa／PANl复合材料,通过SEM,TEM分析了聚苯胺在G-g-PSSNa表面的沉积情况,并采用循环伏安法测定了该材料的电化学性能,其电容量达到214 F·g-1。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1.1 碳纳米管

1.1.1 碳纳米管的结构

1.1.2 碳纳米管的性能

1.1.3 碳纳米管的制备及修饰改性

1.2 石墨烯

1.2.1 石墨烯的历史

1.2.2 石墨烯的结构

1.2.3 石墨烯的性能

1.2.4 石墨烯的制备方法

1.2.5 石墨的修饰

1.3 碳纳米材料在电化学电容器中的应用

1.3.1 电化学电容器

1.3.2 碳纳米管(石墨烯)电容器的研究进展

1.4 本课题研究内容、目的及意义

第二章 石墨烯接枝聚苯乙烯磺酸钠的制备及其性能的研究

2.1 原料、药品、仪器及设备

2.1.1 试剂及药品

2.1.2 设备及仪器

2.2 石墨烯/聚苯乙烯磺酸钠接枝共聚物(G-g-PSSNa)的制备

2.2.1 氧化石墨烯(GO)的制备

2.2.2 氧化石墨烯的DMF溶液的配制

2.2.3 接枝反应

2.2.4 杂质处理

2.2.5 还原反应

2.3 GO及G-g-PSSNa的结构性能表征手段

2.3.1 场发射扫描电子显微镜(SEM)

2.3.2 场发射透射电子显微镜(TEM)

2.3.3 红外光谱分析(FTIR)

2.3.4 紫外光谱分析(UV-Vis)

2.3.5 X射线衍射光谱分析(XRD)

2.3.6 X射线光电子能谱分析(XPS)

2.3.7 拉曼光谱分析(Ramam)

2.3.8 热苇分析(TGA)

2.4 GO的结构性能分析

2.4.1 GO的TEM图分析

2.4.2 GO的红外谱图分析

2.4.3 GO的XRD谱图分析

2.4.4 GO的XPS谱图分析

2.4.5 GO的紫外谱图分析

2.5 G-g-PSSNa的结构性能分析

2.5.1 G-g-PSSNa的分散稳定性分析

2.5.2 G-g-PSSNa的SEM图分析

2.5.3 G-g-PSSNa的TEM图分析

2.5.4 G-g-PSSNa的红外谱图分析

2.5.5 G-g-PSSNa的紫外谱图分析

2.5.6 G-g-PSSNa的XRD谱图分析

2.5.7 G-g-PSSNa的XPS谱图分析

2.5.8 G-g-PSSNa的拉曼谱图分析

2.5.9 G-g-PSSNa的热重图像分析

第二章 G-g-PSSNa掺杂聚苯胺的制备及其性能的研究

3.1 原料、药品、仪器及设备

3.1.1 试剂及药品

3.1.2 设备及仪器

3.2 G-g-PSSNa掺杂聚苯胺(PANI)导电材料(G-g-PSSNa/PANI)的制备

3.3 G-g-PSSNa/PANI工作电极的制备

3.4 G-g-PSSNa/PANI的结构性能表征手段

3.4.1 场发射扫描电子显微镜

3.4.2 场发射透射电了显微镜

3.4.3 拉曼光谱分析

3.4.4 循环伏安实验分析

3.5 G-g-PSSNa/PANI结构件能的研究

3.5.1 G-g-PSSNa/PANI的SEM图分析

3.5.2 G-g-PSSNa/PANI的TEM图分析

3.5.3 G-g-PSSNa/PANI的拉曼光谱图分析

3.5.4 G-g-PSSNa/PANI的循环伏安曲线图

第四章 结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢