石墨烯基復合材料的合成及其在吸附方面和超級電容器方面的應用.pdf

1、石墨烯是一種新穎的二維碳材料，因其獨特的蜂巢狀結構，而具優(yōu)異的化學物理性能，例如良好的機械強度、優(yōu)異的導電性、載流子遷移率、良好的透光率。石墨烯具有非常大的比表面積，能夠提供更多的接觸面積及反應位點，可以為許多化學、物理過程提供良好的輔助支撐作用。而且石墨烯可與其他納米材料進行復合，復合材料不僅具有原來各個組份的性能，還因協(xié)同效應可得到性能更加優(yōu)異的材料，應用空間更加廣闊。因此，以石墨烯作為基底合成納米復合材料成為一種高效便捷的手段，以

2、此來提高材料的各方面性能，進而提升其在環(huán)境治理、能源儲存、氣體儲存、光電探測等方面的應用價值。本文主要研究了石墨烯與其他納米材料的復合材料的制備及其在污水處理、超級電容器這兩方面的基礎應用研究。主要內容分述如下:
　　首先是關于石墨烯基復合材料作為吸附劑在污水處理方面的應用基礎研究。先通過共沉淀法得到氧化石墨烯與四氧化三鐵(Fe3O4)、埃洛石(HNT)的前驅體，再進一步煅燒將氧化石墨烯還原，所得產物(FHGC)經(jīng)透射電子顯微鏡(

3、TEM)、X射線衍射(XRD)等表征手段確定三者復合成功。使用有機染料羅丹明B和無機重金屬砷離子分別模擬廢水處理中的有機、無機污染物，考察FHGC的吸附效果。結果顯示，相較于已報道的類似的復合材料，F(xiàn)HGC對有機、無機污染物都表現(xiàn)出更好的吸附性能，而且通過調節(jié)三組分的配比，可以控制吸附速度和總吸附量。以上結果證明FHGC對污染物具有良好的吸附性能，應用前景廣闊。
　　其次是關于石墨烯基復合材料作為超級電容器材料的應用基礎研究。將石

4、墨烯與有機金屬骨架(MOF)通過原位生長法得到新型的MOF/rGO復合材料。經(jīng)過XRD、拉曼光譜(RM)、X射線光電子能譜(XPS)等表征手段的測試，證明了MOF與rGO成功復合。在超級電容器測試中，該復合材料(GFCM)在0.2 A g-1恒流充放電的電流密度下，比容量達到128Fg-1。在循環(huán)伏安(CV)測試中，MOF中的兩種氧化還原活性組分都表現(xiàn)出了氧化還原峰，所得到CV曲線更近似矩形。以上電化學測試證明了GFCM在超級電容器方面