柔性石墨烯复合电极的制备及其结构与性能的研究

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自从2004年石墨烯被发现以后,科学界便掀起了关于石墨烯研究的热潮。本论文首先使用脉冲激光辅助还原的方法制备了石墨烯,并制备出柔性石墨烯薄膜,为了改善石墨烯薄膜的性能,在柔性石墨烯薄膜中掺入纳米银丝,并研究了掺杂对柔性石墨烯复合薄膜性能的影响。我们首先采用Modified Hummers法制备出氧化石墨烯,然后经过脉冲激光辅助还原法将氧化石墨烯还原,最后使用真空抽滤和纳米压印法制备出柔性石墨烯薄膜。扫描电子显微镜(SEM)图显示,天然鳞片石墨经过氧化变成氧化石墨烯后,氧化石墨烯的表面会出现褶皱,经过脉冲激光照射后的石墨烯有些卷曲并且粒径变小;X射线衍射(XRD)图显示经过激光照射后,氧化石墨烯在11.38°出现的(001)峰消失,X射线光电子能谱(XPS)显示经过激光照射后,氧化石墨烯表面的含氧基团大部分被消除,热重分析(TGA)显示激光还原氧化石墨烯的热稳定性比氧化石墨烯要强,这些都一致表明氧化石墨烯经激光照射后成功的被还原成石墨烯。电阻率测量-霍尔效应表明,柔性石墨烯薄膜的表面电阻介于2.l到840MΩ/□之间。配置石墨烯/纳米银丝浆体,采用真空抽滤法制备柔性复合电极。研究表明,加入的纳米银丝在石墨烯中起着导电通道的作用,为石墨烯复合电极电学性能的提高起到了关键性作用。除此之外,由于柔性石墨烯复合电极的特殊电化学性能,也开拓了其在超级电容方面的应用前景。
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