石墨烯/金属纳米粒子复合材料的制备及电催化性能研究
发布时间：2024-03-13 20:45
石墨烯具有十分卓越的物理、化学性质,近年来受到越来越多的关注。由于不能使用简单易行的方法进行大规模生产，目前大多数石墨烯的研究集中在还原氧化石墨烯（RGO）上。通过氧化还原法制备的RGO在结构和各种性能上均与石墨烯具有很大的相似之处。RGO已被广泛应用于能源、环境、微电子等领域，随着科学研究的深入，RGO的应用会越来越广泛。 石墨烯具有十分卓越的电子传输速率，在电催化剂领域具有很大应用潜力。但是由于现有制备RGO的过程中，RGO片层极易发生堆垛，极大的降低了催化剂表面的催化活性位点。本文利用了一种简单易行且对环境友好的制备方法，可控制备了不同微观结构的RGO复合材料，分析了复合材料结构的形成机理，对几种制备的材料做了相应的表征，同时也探索了复合材料在相应领域内的应用。具体工作内容如下： （1）还原氧化石墨烯/铜（RGO/Cu）复合材料的可控制备与应用研究：在本工作中我们使用简单的一步电沉积的方法制备了RGO/Cu复合材料，并且发现当乙二胺四乙酸铜（Cu EDTA）与氧化石墨烯（GO）浓度比例不断变化时，复合材料的结构也随着Cu EDTA的相对含量上升依次呈现层状结构（L RGO/Cu）...
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 石墨烯简介
1.2 石墨烯复合材料
1.2.1 石墨烯/无机物复合材料
1.2.2 石墨烯/有机物复合材料
1.3 石墨烯复合材料的制备方法
1.3.1 机械混合法
1.3.2 化学还原法
1.3.3 水热法
1.3.4 溶胶-凝胶法
1.3.5 自组装
1.3.6 电化学方法
1.3.7 其他方法
1.4 石墨烯复合材料的应用
1.4.1 能源领域
1.4.2 化学/生物传感器领域
1.4.3 光电器件领域
1.4.4 其他领域
1.5 本文的研究意义以及主要研究内容
1.5.1 本文的研究目的与意义
1.5.2 研究内容
第2章 石墨烯/铜复合材料的可控制备与应用研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂和主要仪器设备
2.2.2 氧化石墨的制备
2.2.3 氧化石墨烯缓冲溶液的制备
2.2.4 Cu EDTA 溶液的制备
2.2.5 石墨烯/铜复合材料的制备
2.2.6 复合材料的表征
2.2.7 电化学性能测试
2.2.8 复合材料对肼催化氧化的研究
2.3 结果与讨论
2.3.1 还原氧化石墨烯/铜复合材料的制备
2.3.2 不同结构复合材料的制备以及机理探讨
2.3.3 复合材料的电镜表征
2.3.4 石墨烯的拉曼光谱表征
2.3.5 复合材料的 XRD 表征
2.3.6 复合材料的 XPS 表征
2.3.7 复合材料修饰电极对肼的催化活性研究
2.3.8 复合材料修饰电极的电化学活性面积的估算
2.3.9 肼催化氧化的电子转移数的估算
2.3.10 复合材料修饰电极对肼的催化稳定性研究
2.4 小结
第3章 石墨烯/铂铜复合材料的制备与应用研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂和主要仪器设备
3.2.2 电沉积溶液体系的制备
3.2.3 复合材料的制备
3.2.4 复合材料的表征
3.2.5 复合材料的电化学性能测试
3.2.6 复合材料对甲醇催化氧化的研究
3.3 结果与讨论
3.3.1 还原氧化石墨烯/铂铜复合材料的制备
3.3.2 复合材料的电镜表征
3.3.3 复合材料的能谱表征
3.3.4 拉曼光谱表征
3.3.5 电化学性能测试
3.3.6 甲醇催化氧化的活性研究
3.3.7 一氧化碳催化氧化的活性研究
3.3.8 甲醇催化稳定性研究
3.4 小结
结论
展望
参考文献
附录 A 攻读硕士学位期间发表的论文以及专利
致谢
本文编号：3927545
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 石墨烯简介
1.2 石墨烯复合材料
1.2.1 石墨烯/无机物复合材料
1.2.2 石墨烯/有机物复合材料
1.3 石墨烯复合材料的制备方法
1.3.1 机械混合法
1.3.2 化学还原法
1.3.3 水热法
1.3.4 溶胶-凝胶法
1.3.5 自组装
1.3.6 电化学方法
1.3.7 其他方法
1.4 石墨烯复合材料的应用
1.4.1 能源领域
1.4.2 化学/生物传感器领域
1.4.3 光电器件领域
1.4.4 其他领域
1.5 本文的研究意义以及主要研究内容
1.5.1 本文的研究目的与意义
1.5.2 研究内容
第2章 石墨烯/铜复合材料的可控制备与应用研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂和主要仪器设备
2.2.2 氧化石墨的制备
2.2.3 氧化石墨烯缓冲溶液的制备
2.2.4 Cu EDTA 溶液的制备
2.2.5 石墨烯/铜复合材料的制备
2.2.6 复合材料的表征
2.2.7 电化学性能测试
2.2.8 复合材料对肼催化氧化的研究
2.3 结果与讨论
2.3.1 还原氧化石墨烯/铜复合材料的制备
2.3.2 不同结构复合材料的制备以及机理探讨
2.3.3 复合材料的电镜表征
2.3.4 石墨烯的拉曼光谱表征
2.3.5 复合材料的 XRD 表征
2.3.6 复合材料的 XPS 表征
2.3.7 复合材料修饰电极对肼的催化活性研究
2.3.8 复合材料修饰电极的电化学活性面积的估算
2.3.9 肼催化氧化的电子转移数的估算
2.3.10 复合材料修饰电极对肼的催化稳定性研究
2.4 小结
第3章 石墨烯/铂铜复合材料的制备与应用研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂和主要仪器设备
3.2.2 电沉积溶液体系的制备
3.2.3 复合材料的制备
3.2.4 复合材料的表征
3.2.5 复合材料的电化学性能测试
3.2.6 复合材料对甲醇催化氧化的研究
3.3 结果与讨论
3.3.1 还原氧化石墨烯/铂铜复合材料的制备
3.3.2 复合材料的电镜表征
3.3.3 复合材料的能谱表征
3.3.4 拉曼光谱表征
3.3.5 电化学性能测试
3.3.6 甲醇催化氧化的活性研究
3.3.7 一氧化碳催化氧化的活性研究
3.3.8 甲醇催化稳定性研究
3.4 小结
结论
展望
参考文献
附录 A 攻读硕士学位期间发表的论文以及专利
致谢
本文编号：3927545
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3927545.html