石墨烯结构调控、功能组装及其应用研究PDF电子书下载

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第1章 绪论 1

1.1 石墨烯简介 1

1.1.1 石墨烯的研究历史 1

1.1.2 石墨烯的结构与性质 2

1.1.3 石墨烯的制备方法 4

1.2 石墨烯的结构调控 5

1.2.1 石墨烯的分子调控 6

1.2.2 石墨烯的尺寸调控 10

1.3 石墨烯的组装 13

1.3.1 石墨烯的自组装 13

1.3.2 石墨烯的共组装 18

1.4 基于石墨烯及其功能组装体的应用 20

1.4.1 氧还原反应 20

1.4.2 超级电容器 21

1.4.3 电催化产氢 22

1.5 选题依据和研究目的 23

参考文献 25

第2章 零维氮掺杂石墨烯量子点的制备及其氧还原性能研究 33

2.1 引言 33

2.2 实验方法 34

2.2.1 原料 34

2.2.2 氧化石墨烯溶液的合成 34

2.2.3 石墨烯薄膜的制备 34

2.2.4 氮掺杂石墨烯量子点的合成 35

2.2.5 氮掺杂石墨烯量子点／石墨烯的合成 35

2.2.6 仪器测试 36

2.3 结果与讨论 37

2.3.1 氮掺杂石墨烯量子点的物性表征 37

2.3.2 氮掺杂石墨烯量子点／石墨烯的氧还原性能研究 42

2.4 本章小结 45

参考文献 45

第3章 石墨烯功能化组装——一维石墨烯基材的中空纤维 48

3.1 引言 48

3.2 实验方法 49

3.2.1 原料 49

3.2.2 氧化石墨烯溶液的合成 49

3.2.3 氧化石墨烯／石墨烯中空纤维的可控制备 49

3.2.4 功能化氧化石墨烯／石墨烯中空纤维的可控制备 49

3.2.5 “项链”结构的氧化石墨烯／石墨烯中空纤维的可控制备 50

3.2.6 仪器测试 50

3.3 结果与讨论 50

3.3.1 氧化石墨烯中空纤维的结构表征 50

3.3.2 氧化石墨烯功能化中空纤维的结构表征 55

3.3.3 石墨烯及其功能化中空纤维的结构表征与性能研究 56

3.3.4 “项链”结构的氧化石墨烯／石墨烯中空纤维的结构表征 58

3.4 本章小结 62

参考文献 62

第4章 石墨烯功能结构组装——三维超轻石墨烯网络结构及性能研究 65

4.1 引言 65

4.2 三维超轻石墨烯的功能组装 66

4.2.1 初始原料选取 66

4.2.2 氧化石墨烯溶液的合成 66

4.2.3 超轻石墨烯的制备 67

4.2.4 仪器测试条件 67

4.3 超轻石墨烯的结构表征 68

4.3.1 形成机制 68

4.3.2 形貌表征 69

4.3.3 结构与组成表征 70

4.4 超轻石墨烯的热稳定性及吸附性能研究 71

4.4.1 热稳定性能研究 71

4.4.2 吸附性能研究 72

4.5 超轻石墨烯的超级电容器性能研究 73

4.6 超轻石墨烯的氧还原性能研究 75

4.7 本章小结 77

参考文献 78

第5章 石墨烯功能结构组装——石墨烯纳米网孔的三维网络结构及其电催化性能研究 81

5.1 引言 81

5.2 三维石墨烯纳米网孔结构的制备与结构调控 82

5.2.1 初始原料选取 82

5.2.2 氧化石墨烯溶液的合成 82

5.2.3 三维石墨烯纳米网孔的制备 83

5.2.4 氮掺杂三维石墨烯纳米网孔的制备 83

5.2.5 硫掺杂三维石墨烯纳米网孔的制备 83

5.2.6 氮和硫共掺杂三维石墨烯纳米网孔的制备 83

5.2.7 其他参照样品的制备 84

5.2.8 仪器测试条件 84

5.3 氮掺杂三维石墨烯纳米网孔的结构表征及电催化性能研究 85

5.3.1 氮掺杂三维石墨烯纳米网孔的结构表征 85

5.3.2 氮掺杂三维石墨烯纳米网孔的电化学活性研究 89

5.4 氮和硫共掺杂三维石墨烯纳米网孔的结构表征及电催化性能研究 90

5.4.1 氮和硫共掺杂三维石墨烯纳米网孔的结构表征 90

5.4.2 氮和硫共掺杂三维石墨烯纳米网孔的电催化性能研究 92

5.5 本章小结 94

参考文献 95

第6章 石墨烯功能复合组装——三维可压缩石墨烯／聚吡咯的复合水凝胶及在新型可压缩电容器中的应用 97

6.1 引言 97

6.2 实验方法 98

6.2.1 原料 98

6.2.2 氧化石墨烯溶液的合成 98

6.2.3 石墨烯／聚吡咯复合水凝胶的制备 98

6.2.4 仪器测试 99

6.3 结果与讨论 100

6.3.1 石墨烯／聚吡咯复合水凝胶的结构表征 100

6.3.2 石墨烯／聚吡咯复合水凝胶的力学性能研究 103

6.3.3 石墨烯／聚吡咯复合水凝胶可压缩超级电容器的研究 107

6.4 本章小结 109

参考文献 109

第7章 石墨烯功能复合组装——石墨烯／石墨化氮化碳纳米条带的组装及其电催化性能研究 112

7.1 引言 112

7.2 实验方法 113

7.2.1 原料 113

7.2.2 氧化石墨烯溶液的合成 113

7.2.3 石墨化氮化碳的制备 113

7.2.4 石墨烯／石墨化氮化碳纳米条带复合材料的制备 113

7.2.5 仪器测试 114

7.3 结果与讨论 114

7.3.1 石墨烯／石墨化氮化碳纳米条带复合材料的结构表征 114

7.3.2 石墨烯／石墨化氮化碳纳米条带复合材料的电催化性能研究 119

7.3.3 石墨化氮化碳纳米条带结构在石墨烯表面的形成机理 121

7.4 本章小结 126

参考文献 127

第8章 结论与展望 130

8.1 结论 130

8.2 展望 131

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