氨基化石墨烯电极制备及其电化学性能研究..docx

本科学生毕业论文论文题目：氨基化石墨烯电极的制备及其电化学性能测试学院：化学化工与材料学院年级：2010级专业：高分子材料与工程姓名：刘抱学号导教师：孙立国 2014年4月26日摘要利用改进Hummers法制备品质良好的氧化石墨烯，对得到的氧化石墨烯用氯化亚砜酰卤化，酰卤化后的氧化石墨烯在甲苯与乙二胺的作用下得到氨基化的石墨烯，干燥，研成粉末，然后利用自制的压片设备将氨基化石墨烯粉末制成片状石墨烯电极。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）、X-射线衍射仪（XRD）、傅立叶变换红外光谱仪（FT-IR）等对所制备的氧化石墨烯与氨基化石墨烯分别进行表征。对制备的石墨烯电极进行循环伏安测试（CV）、交流阻抗测试（EIS）来测试氨基化石墨烯电极的电化学性能。结果表明：经氨基化的石墨烯表面氧化基团明显减少，羟基、氨基等含氧基团大部分被氨基代替，片状的氨基化石墨烯电极可作为电化学电极。关键词氧化石墨烯；氨基化石墨烯；石墨烯电极AbstractThe graphene oxides(GOs) were prepared by oxiding flake graphite via the modified Hummer’s method and halogenated by thionyl chloride after cleaning. Then the obtained GOs wereaminated by reacting with ethanediamine in methylbenzene.The amino-grapheneswere dried and pulverized, then crushed intopelletelectrode at high pressure using homemade machine. The GOs and amino-graphenesin this experiment were analyzed and characterized by the search engine marketing(SEM),transmission electron microscope(TEM),X-ray diffraction(XRD)andfourier transform infrared spectrometer FT-IR.The cyclic voltammetry(CV) and electrochemical impedance spectroscopy(EIS) were used to illustrate the electrochemical performance of amino-graphene electrode. The results reveald that oxygen groups of the GOs such ashydroxyl and carboxyl groupswere reduced and replaced by amino. The amino-graphene electrode can be apply to the electrochemical catalysis.Keywordsgrapheneoxide(GO); amino-graphene; grapheneelectrode目录摘要IAbstractII第一章绪论21.1 引言21.2 石墨烯的制备方法31.2.1 物理方法31.2.2 化学方法31.3 氨基化石墨烯的特点与应用61.4 本文研究内容6第二章实验部分72.1 实验仪器及试剂72.1.1 实验仪器72.1.2 实验试剂82.2实验流程82.2.1氧化石墨烯的制备82.2.2氨基化石墨烯电极的制备10第三章结果与讨论113.1扫描电子显微镜（SEM）113.2透射电子显微镜（TEM）113.3原子力显微镜（AFM）123.4 X射线衍射（XRD）133.5傅里叶变换红外（FT-IR）143.6循环伏安测试（CV）163.7交流阻抗测试（EIS）16结论18参考文献19致谢22第一章 绪论1.1 前言2004年，英国曼彻斯特大学的Geim课题组通过微机械剥离法首次获得石墨烯，自从那以来，作为一种新型二维纳米碳质材料，石墨烯在整个科学界引起了广泛的关注和深入的研究[1]。石墨烯由单层碳原子构成一种新型碳材料，碳原子堆积成二维蜂窝状晶格结构，是构建其它碳质材料（如富勒烯、碳纳米管、石墨）的基本单元[1-5]。它不仅结构非常稳定，而且展现出非凡的电子、光学、热学以及机械特性，包括较高的杨氏模量(～1100GPa)、拉伸强度（125GPa）、热传导性（～5000