氨基化石墨烯电极制备及其电化学性能研究
石墨烯聚苯胺复合材料的制备及其电化学性能
石墨烯聚苯胺复合材料的制备及其电化学性能一、本文概述本文旨在探讨石墨烯聚苯胺复合材料的制备工艺及其电化学性能。
石墨烯，作为一种二维的碳纳米材料，因其出色的电导性、高比表面积和良好的化学稳定性，在电化学领域具有广泛的应用前景。
聚苯胺，作为一种导电聚合物，具有良好的电化学活性和环境稳定性。
将石墨烯与聚苯胺复合，可以充分发挥两者的优势，提高复合材料的电化学性能。
本文将首先介绍石墨烯和聚苯胺的基本性质，然后详细阐述石墨烯聚苯胺复合材料的制备方法，包括溶液混合法、原位聚合法等。
随后，通过对制备的复合材料进行结构表征和电化学性能测试，分析其电化学性能的影响因素及优化条件。
本文还将讨论石墨烯聚苯胺复合材料在超级电容器、锂离子电池等电化学器件中的应用潜力，并展望其未来的发展前景。
通过本文的研究，旨在为石墨烯聚苯胺复合材料的制备和应用提供理论支持和实践指导，推动其在电化学领域的广泛应用。
二、石墨烯聚苯胺复合材料的制备方法石墨烯聚苯胺复合材料的制备是一个融合了化学合成和纳米材料制备技术的复杂过程。
这种方法的关键步骤包括石墨烯的制备、聚苯胺的合成以及两者的复合。
我们需要制备高质量的石墨烯。
这通常通过化学气相沉积（CVD）法、氧化还原法或剥离法实现。
其中，氧化还原法是最常用的一种方法，它通过将天然石墨与强氧化剂反应，生成氧化石墨，再经过热还原或化学还原得到石墨烯。
接下来，我们合成聚苯胺。
聚苯胺的合成通常通过化学氧化聚合法进行，如使用过硫酸铵作为氧化剂，在酸性条件下将苯胺单体氧化聚合，生成聚苯胺。
制备石墨烯聚苯胺复合材料的核心步骤是将石墨烯和聚苯胺进行有效复合。
这可以通过溶液混合法、原位聚合法或熔融共混法实现。
其中，溶液混合法是最常用的一种方法。
将石墨烯分散在适当的溶剂中，然后加入聚苯胺溶液，通过搅拌或超声处理使两者充分混合。
随后，通过蒸发溶剂或热处理使复合材料固化。
为了进一步提高复合材料的性能，我们还可以在制备过程中引入其他添加剂或进行后处理。
电化学法石墨烯
电化学法石墨烯电化学法是一种合成石墨烯的常用方法之一。
石墨烯是一种由单层碳原子组成的二维材料，具有优异的电子、热传导性能以及高度的机械强度。
电化学法可以通过控制电解液中的化学反应，在电极上制备石墨烯。
在电化学法中，通常使用氧化石墨（GO）作为起始材料。
首先，将GO溶解在适当的溶剂中，形成GO溶液。
然后，在两个电极上施加电压，通过阳极氧化和阴极还原的反应，将GO 还原为石墨烯。
一般来说，阳极一般由金属材料制成，例如铂或不锈钢，而阴极可以是碳材料或金属材料。
电化学法合成石墨烯的主要优势是制备过程简单，可控性强，可以在大面积、连续生产石墨烯。
此外，电化学法合成的石墨烯在电子器件等领域具有广泛应用前景，因为它具有较高的电导率和良好的透明性。
然而，电化学法合成的石墨烯也存在一些缺点，例如合成过程中需要控制电流密度、温度和时间等参数，以确保石墨烯的质量和一致性。
此外，电化学法合成的石墨烯可能存在多层薄片或缺陷，因此后续的处理和处理步骤可能需要进一步提高石墨烯的质量。
总的来说，电化学法是一种重要的石墨烯合成方法，具有许多优点和应用前景。
随着研究和技术的不断发展，电化学法合成石墨烯的效率和质量将会得到进一步提高。
除了上述电化学还原法，电化学剥离法也是一种常用的电化学合成石墨烯的方法。
电化学剥离法主要通过在石墨电极上施加电压，在电极表面生长出石墨烯，并通过剥离的方式将石墨烯从电极上分离。
具体步骤如下：首先，在石墨电极表面形成一层氧化物保护层，例如氧化铜（Cu2O）或氧化锌（ZnO）；然后，在保护层上施加电压，使含有碳原子的分子在保护层上形成石墨烯；最后，通过适当的方法（例如化学剥离或机械剥离）将石墨烯剥离出来。
与电化学还原法不同，电化学剥离法可以在常温下进行，并且对材料的选择更加灵活。
此外，电化学剥离法制备的石墨烯通常具有较高的质量和单层厚度，适用于许多应用领域，例如电子器件、传感器和储能材料等。
值得注意的是，电化学法合成的石墨烯通常还需要进一步进行后续处理，以去除可能存在的副产物、杂质和多层薄片。
石墨烯的制备及电化学性能研究
目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................... I I 1 引言 (1)1.1 石墨烯的制备 (2)1.1.1 机械剥离法 (2)1.1.2 电化学剥离法 (2)1.1.3 化学气相沉积法 (3)1.2 石墨烯电极材料的制备 (5)1.3 石墨烯电极材料电化学性能测试 (5)2 实验部分 (6)2.1 实验试剂 (6)2.2 实验仪器 (6)2.3 RHAC和GQDs的制备 (6)2.4 RHAC-GQDs的制备 (6)2.5 电极制备和电池组装 (7)3 结果和讨论 (8)3.1 分析了RHAC的比表面积和孔隙结构 (8)3.2 GQDs的拉曼光谱和荧光光谱分析 (8)3.3 红外光谱分析 (8)3.4 XRD分析 (8)3.5 扫描电镜分析 (9)3.6 循环伏安法测试分析 (9)3.7 恒流充放电试验分析 (9)3.8 电化学阻抗分析 (10)4 结论与展望 (12)4.1 结论 (12)4.2 主要创新点 (12)4.3 展望 (12)参考文献 (13)致谢............................................................................................ 错误!未定义书签。
摘要石墨烯由于其十分优异的电学、热学和机械性能及优良的透光率、比表面积大等优势而广泛的受到人们追捧。
尤其是在2004年成功制得稳定存在的石墨烯之后，更是兴起了一股研究石墨烯的潮流。
如何成本低廉、面积大、数量丰富、质量优异的制备石墨烯，并将其应用在实际生产中是研究人员努力的目标。
本文主要对这几年中一些改善的或新的石墨烯的制备方法以及其电化学性能做了综述，从中可以看到石墨烯在电学方面存在巨大的发展潜力。
石墨烯修饰的电极对对氨基苯酚和对乙酰氨基酚进行同时测定
石墨烯修饰的电极对对氨基苯酚和对乙酰氨基酚进行同时测定宋海燕;倪永年【摘要】利用石墨烯修饰的玻碳电极采用微分脉冲伏安法对对氨基苯酚和对乙酰氨基酚进行同时测定.实验证明在pH=5.72的Britton-Robinson(B-R)缓冲溶液中这两种物质都具有良好的氧化峰,在修饰电极上两物质的伏安峰能够很好地分开,因此可以直接对这两种物质进行同时测定.在最佳实验条件下对氨基苯酚和对乙酰氨基酚的线性范围分别为0.1～1.8,0.2～2.2 mg·mL-1,两者的检测限分别为0.067,0.074mg·mL-1.利用本文提出的方法对血清实际样中的对氨基苯酚和对乙酰氨基酚进行测定,可得较高的回收率.%A differential pulse voltammetric method for simultaneous determination of 4-aminophen and acetaminophen with graphene modified glass carbon electrode was developed. Both of the two compounds gave well defined oxidation voltammetric peaks at modified electrode in medium of pH 5. 72 Britton-Rob-inson buffer. As a result,it is possible to simultaneously determine these two compounds. Under the optimum conditions,the linear ranges of 4-aminophen and acetaminophen were 0. 1～1. 8 and 0. 2～2. 2 mg · mL-1 ,with detection limits of 0. 067 and 0. 074 mg · mL-1 respectively. This method was successfully applied for the determination of acetaminophen and 4-aminophen in serum to obtain satisfied results.【期刊名称】《南昌大学学报（理科版）》【年(卷),期】2012(036)004【总页数】4页(P363-366)【关键词】伏安法;石墨烯;对氨基苯酚;对乙酰氨基酚;同时测定【作者】宋海燕;倪永年【作者单位】南昌大学食品科学与技术国家重点实验室,江西南昌 330047;南昌大学化学系,江西南昌 330031;南昌大学食品科学与技术国家重点实验室,江西南昌330047;南昌大学化学系,江西南昌 330031【正文语种】中文【中图分类】O646.54对乙酰氨基酚又称扑热息痛，是一种广泛使用的消炎镇痛退烧药，1893年它首次被化学合成并用于制药业生产。
石墨烯在电池中的应用要求与电化学性能改善策略
石墨烯在电池中的应用要求与电化学性能改善策略石墨烯是一种二维的碳材料，具有极高的导电性、热导性和力学强度，因此被广泛研究用于电池领域。
石墨烯在电池中的应用主要集中在锂离子电池和超级电容器等领域。
本文将探讨石墨烯在电池中的应用要求，以及一些提高其电化学性能的策略。
石墨烯在电池中的应用要求主要包括高能量密度、高功率密度、长循环寿命和低成本等方面。
首先，高能量密度是电池的核心性能之一。
石墨烯具有高比表面积和优异的电导率，可以提供更多的储存空间和导电路径，从而提高电极的能量密度。
其次，高功率密度是实现快速充放电的关键。
石墨烯的高导电性和热导性可以提供更快的离子和电子传输速率，从而实现高功率密度的要求。
此外，长循环寿命是电池的可持续发展的关键因素。
石墨烯的高力学强度可以提高电极的结构稳定性，延长电池的寿命。
最后，低成本是实际应用的一个重要要求。
石墨烯的可制备性、稳定性和可扩展性都需要进一步改进，以降低成本并实现工业化生产。
为了改善石墨烯在电池中的电化学性能，可以采取以下策略。
首先，优化石墨烯的制备方法。
目前，石墨烯的制备方法主要包括机械剥离法、化学气相沉积法和化学还原法等。
通过改进制备方法，可以提高石墨烯的质量和制备效率。
其次，改变石墨烯的结构和形貌。
石墨烯可以通过氧化、还原、掺杂或功能化等方法进行修饰，以改变其表面性质和化学活性。
这些改变可以提高石墨烯在电池中的电化学性能。
第三，构建石墨烯复合材料。
将石墨烯与其他材料（如金属氧化物、碳纳米管等）进行复合，可以充分利用各材料的优点，实现协同效应，提高电池的性能。
第四，设计石墨烯基电极结构。
石墨烯的二维结构可以为电极提供更大的比表面积和更好的离子传输通道。
通过调控电极结构，可以实现更高的能量密度和功率密度。
最后，开发新型电解质和界面材料。
石墨烯和电解质、电极之间的界面是电池性能的关键因素。
开发更好的电解质和界面材料，可以改善电池的循环寿命和安全性能。
综上所述，石墨烯在电池中的应用要求高能量密度、高功率密度、长循环寿命和低成本。
生物相容性石墨烯纳米复合物修饰电极的制备及其电化学性能
修饰电极的电化学性质。 并研究了其对葡萄糖的电 化学催化性能． 结果表明， 葡萄糖浓度（ ） 与响应电流（ Ｙ ） 呈
线性 关 系， Ｙ＝ ５ ． ２ ２ ３ ｘ一 ２ ． ６ ５ ２ ， ＝ ０ ９ ７ ６， 线性 范围为 １ ． ４—６ ． ２ ｉ ｘ ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ ， 检 出限为 ０ ． ２ Ｉ ｘ ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ （ ｓ ／ Ｎ＝ ３ ） ．
，
（ １ ．Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ， Ｂ ａ ｏ ｔ ｏ ｕ Ｎ ｏ ｒ ｍ ａ ｌ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ， Ｂ ａ ｏ ｔ ｏ ｕ ０ １ ４ ０ ３ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
２ ．Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｙ ｕ ａ ｎ ｇ ｅ ｎ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ｌ ａ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ， Ｊ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ２ ７ ２ ０ ０ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ ｓ Ｎａ ｎ ｏ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ Ｉ ｔ ｓ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｐｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ
Ｇｕ ｏ Ｙｕ ｗｅ ｌ ， Ｈｅ Ｍａ ｏ ｗｅ ｌ 。 Ｘｕ Ｊ ｉ ｎ ｌ ｔ ｎ ｇ ， Ｄｉ ｎ ｇ Ｙｏ ｎ ｇ ｐ ｉ ｎ ｇ
ｔ ｒ ｙ ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｌ ａ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ｂ ｙ Ｔ Ｅ Ｍ． Ａ ｎ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ ｍ ｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ ｇ ｌ ｕ ｃ ｏ ｓ ｅ ｏ ｘ ｉ ｄ ａ ｓ ｅ （ Ｇ Ｏ Ｄ）ｗ ａ ｓ
高性能石墨烯复合材料的制备及其电催化性能研究
高性能石墨烯复合材料的制备及其电催化性能研究石墨烯具有独特的二维结构和优异的物理、化学特性，使其成为材料科学领域的研究热点。
同时，与其他材料相比，石墨烯的电催化性能也备受关注。
在高性能石墨烯复合材料的制备及其电催化性能研究中，研究人员通过改变石墨烯的复合方式和结构调控，进一步提高了石墨烯复合材料的性能。
本文将从制备方法、复合材料的结构和电催化性能三个方面进行综述。
高性能石墨烯复合材料的制备方法多样，常见的方法包括物理复合、化学还原法和电化学法等。
物理复合是最简单、最常用的方法之一，通过物理混合石墨烯和其他材料，如金属、半导体等，可以实现不同材料之间的相互作用和优化性能。
化学还原法是将氧化石墨烯与还原剂反应，重新还原成石墨烯，同时掺杂其他材料，如金属、二氧化硅等，从而形成复合材料。
电化学法是利用电化学反应将石墨烯沉积到基底上，形成复合结构。
不同的制备方法对石墨烯的结构和性能具有重要影响，研究人员可以根据需求选择合适的方法进行制备。
石墨烯复合材料的结构调控也是提高其性能的关键。
通过控制复合材料的组成、形貌和结构，可以调控石墨烯复合材料的性能。
例如，石墨烯与金属复合可以提高电催化反应的活性，增强电流密度和电荷传输性能；石墨烯与半导体复合可以调控能带结构，提高能带的调控性。
此外，还可以通过控制石墨烯的层数、缺陷密度和表面修饰等来改变石墨烯复合材料的性能。
因此，在制备过程中，研究人员需要结合实际需求进行结构调控，以获得高性能的石墨烯复合材料。
关于石墨烯复合材料的电催化性能研究主要集中在电催化还原和电催化氧化两个方向。
电催化还原反应是将物质从高价态还原为低价态的反应，其反应速度和效率对于电池、传感器等电子器件的性能具有重要影响。
石墨烯复合材料的引入可以提高催化剂的活性，增加电池的能量密度和循环寿命。
例如，石墨烯与金属复合材料在电催化还原中表现出优异的活性和稳定性，具有广泛的应用潜力。
电催化氧化反应是将物质从低价态氧化为高价态的反应，其反应速度和效率对于燃料电池、光电池等能源器件的性能有很大影响。
石墨烯电池材料的制备与性能研究
石墨烯电池材料的制备与性能研究石墨烯是一种由单层碳原子组成的材料，具有高导电性和高度机械强度等优良性质，是目前材料领域研究的热点之一。
石墨烯材料在能量存储领域也有广泛的研究应用，其中在电池领域的应用备受关注。
本文将主要探讨石墨烯电池材料的制备与性能研究。
一、石墨烯电池材料的制备由于石墨烯的单层结构和极高的比表面积，使得其作为电极材料有着广阔的应用前景。
目前制备石墨烯材料有多种方法，如化学气相沉积法、机械剥离法、溶液剥离法等。
其中，化学气相沉积法制备的石墨烯材料在电极材料中的应用最为广泛。
化学气相沉积法主要是在惰性气体中将石墨烯材料进行热解或化学反应，然后将过程中产生的气体送入到基板表面得到石墨烯。
与其它方法相比，化学气相沉积法可以制备单晶质量高、具有工业化生产条件、可以控制多层石墨烯等收益。
在石墨烯材料的电池应用中，电化学沉积法也是石墨烯电池材料制备中的一种重要方法。
二、石墨烯电池材料的性能研究石墨烯电池材料具有极高的导电性和高比表面积，并有望替代传统锂离子电池中的石墨负极材料和传统电容器中的活性炭等材料。
石墨烯电池材料的优良性质赋予了其在储能方面有着较高的研究价值。
目前，石墨烯电池材料在超级电容器、铅酸电池、锂离子电池和锂硫电池等领域都有广泛的应用。
值得一提的是，在锂离子电池领域，石墨烯材料作为负极材料的电化学性能得到了很好的提升。
石墨烯电池材料的研究工作中，除了制备工艺，石墨烯材料在电池性能中的变化也是研究的重点之一。
一般来说，石墨烯材料的性能表现与其表面形态和结构密切相关，如石墨烯电池材料的比表面积影响其电容性能与能量密度，孔隙大小、密度等因素将影响这些材料的电荷传输和储存性能。
不仅如此，超级电容器中的石墨烯电池材料的电容性能也受到电解液的影响，这包括电解液的缓冲能力、离子浓度以及容积效应等。
三、未来展望石墨烯电池材料的制备和性能方面的研究将会是一个长期的过程。
随着对其导电性、比表面积和电化学性能等方面的深入研究，石墨烯材料在储能领域的应用将会越来越广泛。
石墨烯基超级电容器电极材料的制备及研究进展
石墨烯基超级电容器电极材料的制备及研究进展
李幸娟
【期刊名称】《广州化工》
【年(卷),期】2018(046)014
【摘要】超级电容器是一种介于普通电容器和化学电池之间的储能器件,兼具两者的优点,如功率密度高、能量转换效率高、循环寿命长、可快速充放电和对环境无污染等特性.而作为超级电容器的关键部分,电极材料在很大程度上制约着其电化学性能,所以电极材料的优化一直是超级电容器研究的重点.石墨烯由于其拥有独特的二维结构和杰出的物理性质,如高导电率、比表面积大等,所以与传统的超级电容器电极材料相比,石墨烯基材料展现出了巨大的应用潜力.
【总页数】2页(P7-8)
【作者】李幸娟
【作者单位】上海理工大学材料科学与工程学院, 上海 200093
【正文语种】中文
【中图分类】TB321
【相关文献】
1.石墨烯基超级电容器电极材料研究进展 [J], 李战;钱俊
2.三维石墨烯基复合材料作为超级电容器电极的研究进展 [J], 李萌瑞; 熊传银; 李冰冰
3.三维石墨烯基复合材料作为超级电容器电极的研究进展 [J], 李萌瑞; 熊传银; 李冰冰
4.石墨烯基柔性超级电容器复合电极材料的研究进展 [J], 任瑞丽; 王会才; 高丰; 岳瑞瑞; 汪振文
5.柔性自支撑石墨烯基复合超级电容器电极材料研究进展 [J], 姜丽丽; 王雅琴; 鲁云
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石墨电极的电化学改性及其电学性能
解 液 为 1 m o l L 1的硝酸钠溶液。文中的全部电势值
均相对于汞-氯化汞电极，1(1解池示意图如2 所示。
对石墨电极样品分别进行2.0、2.5、3.0、3.1、3.2 V
的恒电位处理，实验过程中观察石墨表面是否有脱
落现象将制得的石墨电极样品同样置于上述的二.
电极电解池中，将 电 解 液 换 为 1 mol. 的硫酸溶
图 1 石墨烯电极样品图
Fig.l Sample diagram of graphite electrode
2
) 柯 电 位 处 理 石 墨 电 极 ：将 制 得 的 石 墨 电 极 样
品 ，放 人 CH丨660E 电化学工作站的二.电极电解池
中电解池中丨'.作电极为制备的1 cm2石墨电极，
参 比 电 极 为 汞 -氯 化 汞 电 极 片 ，辅 助 电 极 为 铂 片 ，电
上规则排列，导电网络结构完整、导 电 高 效 通 常
石墨的电阻率为0.335 I l .rm，制备的导电薄膜的电阻
率分别为0.330
和0.246 fi rm。随着电化学处
理的进行，会剥离下来越来越多的石墨烯片层，所制
备的两个导电薄膜的电肌率减小，分别减小为石墨的 98.5%和7 3 . 4 % 采用的超声剥离工艺会使得石墨烯 片 层 进 一 步 减 少 ，同 时 也 产 生 了 更 多 的 缺 陷 ，缺陷 的增加会大大影响材料的导电性能：
(Zhongyuan University of Technology, Zhengzhou 450007, China)
Abstract: In order to further explore the electrical properties of graphene, the constant potential electrochemical modification method was used to modify graphite with different potentials, and then modified graphite was characterized by cyclic voltammetry test, constant current charging and discharging. Their electrical properties of modified graphite at different potentials were compared. The test results showed that after the graphite electrode was treated under the constant voltage of 3.1 V, voltage range of -0.3-0.3 V, 0.49 mA anode current and 0.49 mA cathode current, the measured mass ratio capacitance reached 18.845 F g m e e t i n g the energy storage requirements of the battery industry. Key words: Graphene electrode; Capacitive performance; Super capacitor; Electrochemical stripping method
石墨烯的制备及其电化学性能
石墨烯的制备及其电化学性能一、本文概述石墨烯，一种由单层碳原子紧密排列构成的二维纳米材料，自2004年被科学家首次成功制备以来，便因其独特的结构和优异的性能引发了全球范围内的研究热潮。
石墨烯以其高导电性、高热导率、高强度以及良好的化学稳定性等特性，在材料科学、电子学、能源科学等多个领域展现出巨大的应用潜力。
特别是在电化学领域，石墨烯因其高比表面积、优良的电子传输性能和化学稳定性，被广泛应用于电极材料、储能器件以及电化学传感器等方面。
本文旨在全面介绍石墨烯的制备方法及其电化学性能。
我们将概述石墨烯的基本结构和性质，以及其在电化学领域的应用背景。
随后，我们将详细介绍石墨烯的几种主要制备方法，包括机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法等，并分析各方法的优缺点及适用范围。
接着，我们将重点探讨石墨烯在电化学领域的应用，包括其在锂离子电池、超级电容器、燃料电池等储能器件中的性能表现，以及其在电化学传感器中的应用。
我们将对石墨烯的电化学性能进行综合分析，展望其在未来电化学领域的发展趋势和应用前景。
二、石墨烯的制备方法石墨烯的制备方法多种多样，根据其制备原理，主要可以分为物理法和化学法两大类。
物理法：物理法主要包括机械剥离法、取向附生法和碳纳米管切割法等。
机械剥离法是最早用来制备石墨烯的方法，其原理是利用物体与石墨烯之间的摩擦和相对运动，得到石墨烯薄层材料。
取向附生法则是在一定条件下，使碳原子在金属单晶（如Ru）表面生长出单层碳原子，然后利用金属与石墨烯之间的弱相互作用，将石墨烯与金属基底分离。
碳纳米管切割法则是通过切割碳纳米管得到石墨烯纳米带。
化学法：化学法主要包括氧化还原法、SiC外延生长法、化学气相沉积法（CVD）等。
氧化还原法是通过将天然石墨与氧化剂反应，得到氧化石墨，再将其进行热还原或化学还原，从而制备出石墨烯。
SiC外延生长法是在高温条件下，使SiC中的Si原子升华，剩余的C 原子在基底表面重新排列，形成石墨烯。
《石墨烯-导电聚合物复合材料的制备及其电化学性能的研究》
《石墨烯-导电聚合物复合材料的制备及其电化学性能的研究》石墨烯-导电聚合物复合材料的制备及其电化学性能的研究摘要：本文研究了石墨烯与导电聚合物复合材料的制备方法，并对其电化学性能进行了深入探讨。
通过合理的制备工艺，我们成功制备了具有优异导电性能和电化学稳定性的复合材料。
本文详细描述了实验过程、结果及分析，以期为相关研究提供有益的参考。
一、引言随着科技的发展，石墨烯因其独特的物理和化学性质，在材料科学领域引起了广泛的关注。
石墨烯与导电聚合物的复合材料因其在电化学储能、传感器、电磁屏蔽等领域的潜在应用价值，成为了研究的热点。
本文旨在研究石墨烯/导电聚合物复合材料的制备方法及其电化学性能。
二、实验材料与方法1. 材料准备实验所需材料包括石墨烯、导电聚合物（如聚吡咯、聚苯胺等）、溶剂（如乙醇、水等）以及其他添加剂。
2. 制备方法采用溶液混合法或原位聚合法制备石墨烯/导电聚合物复合材料。
具体步骤包括：将石墨烯与导电聚合物在溶剂中混合，并通过搅拌或超声处理使两者充分混合；然后进行聚合反应，得到复合材料。
三、电化学性能测试通过循环伏安法（CV）、恒流充放电测试、电化学阻抗谱（EIS）等方法，对制备的复合材料进行电化学性能测试。
四、结果与讨论1. 制备结果通过优化制备工艺，我们成功制备了具有良好分散性和导电性能的石墨烯/导电聚合物复合材料。
SEM和TEM结果表明，石墨烯与导电聚合物在纳米尺度上实现了良好的复合。
2. 电化学性能分析（1）循环伏安法（CV）测试：复合材料在充放电过程中表现出稳定的电化学行为，无明显极化现象。
（2）恒流充放电测试：复合材料具有较高的比电容和优异的循环稳定性。
在一定的电流密度下，其比电容随循环次数的增加而略有增加，表现出良好的充放电性能。
（3）电化学阻抗谱（EIS）分析：复合材料的内阻较小，电子传递速度快，表现出优异的电导率和良好的电荷传输能力。
通过分析不同因素（如石墨烯含量、聚合条件等）对电化学性能的影响，我们发现合理的复合比例和制备工艺是获得高性能复合材料的关键。
电化学法制备石墨烯及其导电特性
鉴于离子液体或聚电解质合成较为复杂 ， 副产物的分离较为困难 ， 本文采用廉价 的硫酸钠溶液作 为 电解质 ， 通过 电化 学方法 制备 石墨烯 ， 得石 墨烯可 以在 Ⅳ， 一 甲基 甲酰胺 （ ＭＦ 、 甲基 吡 咯烷 所 Ⅳ二 Ｄ ） Ｎ一 酮 （ ＭＰ 或 Ｄ Ｎ ） ＭＦ和 Ｎ ＭＰ与水 的混 合溶 剂 中稳 定分 散 ， 制备 过程 较为 绿色 环保 ．对石 墨烯 的形貌 和 结
与 ｓ 杂化碳 原子 在布里 渊 区 中心 的 Ｅｇ ｐ ２ 声子 振动 有关 ．无 序 引起 的 Ｄ峰与 Ｅｇ 动模 引起 的 Ｇ峰强 度 ２ 振 比 ，／。 。，可用来 表征 材料 的无序性 ． 图 ３为石 墨和 电化学方 法制 备 的石 墨烯 的拉 曼 光谱 ．从 图 ３谱线 口可 以看 出 ，在 ５０～１０ ｍ ０ ８０ｅ 范 围 内石 墨 的 Ｄ峰非 常弱 ， Ｉ ＝ ．６ ，／Ｇ ００ ，仅存 在 一 个位 于 １８ ｍ ５０ｅ 的尖而 强 的吸 收 峰 （ 峰 ） Ｇ ，即 由 无序结 构 引起 的第二个 拉曼 峰 强度 极低 ，说 明石 墨 无 序结构 所 占 比例 非常 小 ， 构 较 为规 整 ．与 石 墨 结
体 １辛 基．一 ． ． ３甲基 咪唑六 氟磷 酸盐等 作为 电解 液 ，将 ２根 石 墨 电极分 别 置 于 电解 槽 的 阳极 和 阴极 ，加 １ ２ ０～ ０Ｖ的稳压 直流 电源 于正负 电极 ， 墨被功 能化并 逐 渐剥 离得 到 石 墨烯 ．Ｗａ ｇ等¨ 石 ｎ 以聚苯 乙烯 磺酸 钠溶液 作 为离子 电解液 ，高纯石 墨棒作 为正 负 电极 ， 直流 电解制 得石 墨烯 ．
ｌ０ ８６
高 等 学 校 化 学 学 报
Ｖ １３ ｏ．３
２ ３ 拉曼 光谱 分析 ．
石墨烯电极的制备及其电化学特性研究
石墨烯电极的制备及其电化学特性研究一、前言石墨烯，作为一种新兴的二维材料，具有优异的机械、电学、热学性能，因此引起了广泛的研究兴趣。
其中，石墨烯电极的制备及电化学特性研究则相当重要。
本文将从材料学角度探讨石墨烯电极的制备方法及其电化学特性，以期帮助读者更好的理解该材料在电化学领域的应用。
二、石墨烯电极制备方法1、机械剥离法机械剥离法是最早也是最常用的石墨烯制备方法之一。
具体方法是：在高度保护的环境中，用胶带等工具逐层剥离石墨烯单层，再将单层石墨烯移植到衬底上形成电极。
优点在于简单易行，易于控制石墨烯层数，但其缺点是操作难度高，且无法对石墨烯进行大面积的制备。
2、化学气相沉积法化学气相沉积法是一种大规模生产石墨烯的方法，具体方法是：将石墨衬底放置于炉中，利用热化学反应在衬底上形成石墨烯膜。
这种方法的优点是制备简单且易于控制膜的厚度和面积，但缺点是过程中产生的废气有毒且难以处理。
3、化学还原法化学还原法是将氧化石墨烯转化为石墨烯的一种方法。
具体方法是：将氧化石墨烯与还原剂混合然后加热至一定温度，最终得到石墨烯单层。
这种方法的优点是易于控制单层数量和化学成分，但其缺点是影响物理性质且需要在高温下进行操作。
三、石墨烯电极电化学特性研究1、电催化性质石墨烯电极具有很高的电化学催化活性。
石墨烯中的电子云结构可以促进反应物或中间体的吸附，因此其在电化学催化反应中表现出优异的性能。
例如，石墨烯可用作高效的氧还原反应（ORR）催化剂，用于制备质子交换膜燃料电池（PEMFC）和金属空气电池（MFC）等能量转换系统。
2、光电性质石墨烯电极还表现出优异的光电性质，这一点得益于其优良的电子输运和光电响应性能。
石墨烯还可以用于制备柔性太阳能电池、光控开关器等器件。
3、传感性质石墨烯电极还可用于制造高灵敏度的传感器。
石墨烯的电子结构和2维的结构特性使其具有高度的灵敏度和选择性，因此可用于制备气体传感器、生物传感器等应用。
四、结语以上所述，石墨烯电极的制备及电化学特性研究至今还在不断的发展中。
利用电化学法制备石墨烯材料
利用电化学法制备石墨烯材料电化学法制备石墨烯材料石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶格结构材料，具有优秀的导电性和导热性。
因此，石墨烯被广泛应用于电子器件、生物传感器、催化剂和能量储存等领域。
众所周知，石墨烯的制备工艺对其特性和性能起着重要影响。
本文介绍了电化学法制备石墨烯材料的原理和方法，并探讨了其优点和局限性。
原理电化学法制备石墨烯是利用电化学原理，在电极表面制备石墨烯材料。
石墨烯是由多层石墨片通过力学剥离、化学还原等方法得到的单层或少层石墨片。
电化学还原法是指在电极表面放置石墨氧化物，并在强还原剂的作用下，通过反应产生的电子，将氧化物还原成石墨烯。
具体来说，石墨氧化物在被还原的过程中，氧原子会被去除，碳原子形成石墨烯结构。
通过电化学法制备石墨烯材料，不仅可以得到高纯度的石墨烯，还可以实现大规模、高效率制备。
方法电化学法制备石墨烯通常采用液相电化学还原法。
一般来说，液相电化学还原法包括三个主要步骤：制备石墨氧化物、电极表面覆盖石墨氧化物和电化学还原。
制备石墨氧化物。
通常使用天然石墨粉末作为原料，采用氧化法将其氧化成石墨氧化物。
电极表面覆盖石墨氧化物。
将电极表面浸泡在石墨氧化物溶液中，使其表面覆盖上一层石墨氧化物。
电化学还原。
通过加电流或电势，将电极表面的石墨氧化物还原成石墨烯。
电化学还原需要选择合适的还原剂和反应条件，以达到高效、高纯度的石墨烯制备。
优点相对于其他石墨烯制备方法，电化学法制备石墨烯具有以下优点：高效。
由于电化学法可以实现高电流密度、高反应速度，因此可以在较短时间内制备出高品质的石墨烯材料。
高纯度。
石墨烯制备过程中，可以使用高纯度的原料和溶剂，并控制反应条件，以保证石墨烯的高纯度。
可控性强。
通过控制电化学反应条件，可以调节石墨烯的层数、形态和结构，实现对石墨烯性能的调控和功能化。
局限性电化学法制备石墨烯也存在一些局限性：成本较高。
电化学法制备石墨烯需要较高的装备成本和化学品成本，增加了制备成本。
石墨烯在电化学催化中的应用
石墨烯在电化学催化中的应用石墨烯作为一种具有特殊结构和优异性能的材料，在电化学催化领域展现出了巨大的潜力。
其优异的导电性、高比表面积及良好的化学稳定性使其成为一种理想的催化剂载体。
本文将重点介绍石墨烯在电化学催化中的应用，并对其在氧还原反应、水电解、氢氧化物电化学制备以及有机电合成等方面的应用进行探讨。
1. 氧还原反应氧还原反应作为重要的电化学过程，在能源转换和储存中具有重要的应用。
传统的氧还原反应催化剂如铂和碳材料存在成本高和稀缺的问题，而石墨烯由于其高比表面积和优异的导电性，成为一种理想的替代材料。
石墨烯基复合材料如石墨烯负载纳米金属颗粒的催化性能优于传统催化剂，并且具有更好的长期稳定性。
2. 水电解水电解是一种重要的氢气制备方式，其效率和催化剂的活性密切相关。
石墨烯能够提供大量的催化活性位点，提高电催化剂在水电解中的效率。
石墨烯基复合材料在水电解中表现出优异的电催化活性，具有较低的过电势和较高的稳定性。
石墨烯与过渡金属氮化物复合材料在水电解中展现出良好的协同催化效应，进一步提高了水电解的效率和稳定性。
3. 氢氧化物电化学制备石墨烯也可以被应用于氢氧化物的电化学合成过程。
石墨烯基复合材料具有高比表面积和优异的导电性，可作为电极材料，能有效提高氢氧化物的合成效率。
石墨烯与金属氧化物、金属薄膜等材料的复合形成的电极在氢氧化物的电化学制备中表现出较高的电催化活性和稳定性。
4. 有机电合成石墨烯能够作为催化剂参与有机电合成反应，例如电化学还原、氧化和羧酸酯的电解反应等。
其优异的导电性和大表面积提供了良好的催化性能。
石墨烯基官能化复合材料在有机电合成中展现出较高的选择性和活性。
综上所述，石墨烯作为一种优异的催化剂载体材料，在电化学催化中具有广泛的应用前景。
其在氧还原反应、水电解、氢氧化物电化学制备以及有机电合成等领域的应用研究不断深入，有望为能源转换和储存等领域带来重要的突破。
然而，石墨烯在大规模制备、催化活性的调控等方面仍然存在一些挑战，需要进一步的研究和优化。
石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用
石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用石墨烯为当前已知最薄且最坚硬的碳质材料，几乎为全透明物质，仅吸收2.3%的光，属于透明良好导体，故极具应用前景。
目前，该材料在制备及应用方面已日渐多元化与功能化，因此，对石墨烯的制备、功能化与化学应用加以探讨极为必要。
标签：石墨烯；制备；功能化；化学应用0 引言石墨烯属单层片状二维材料，由碳原子构成、以SP2杂化轨道所构成的呈蜂巢晶格六角型的平面薄膜[1]。
石墨烯由英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆与康斯坦丁·诺沃消格夫于2004年从试验中首次成功分离，至此该材料的单独存在得以证实。
二维石墨烯、一维碳纳米管、零维富勒烯三者共同构成碳纳米材料的家族骨干，且三者之间形式上可进行转化。
石墨烯其独特结构与优异性能使其应用前景极为广阔。
因此，对其制备方法、功能化技术及其在化学应用加以分析意义重大。
1 石墨烯的制备分析目前石墨烯制备方法主要包括化学气相沉积法、溶剂剥离法、氧化还原法、微机械剥离法、外延生长法、电弧法、有机合成法、电化学法等，具体如下所述。
1.1 化学气相沉积法（CVD）所谓CVD法，指的是反应物质于气态条件下产生化学反应，进而在加热固态基体表生成固态物质，从而实现固体材料的制成的工艺技术[2]。
目前，以CVD 法进行石墨烯制备时通过将碳氢化合物等含碳气体通入以镍为基片、管状的简易沉积炉中，通过高温将含碳气体分解为碳原子使其沉积于镍的表面，进而形成石墨烯，再通过轻微化学刻蚀来使镍片与石墨烯薄膜分离，从而获得石墨烯薄膜。
该薄膜处于透光率为80%的状态下时其导电率便高达1.1×106S/m。
通过CVD法可制备出大面积高质量石墨烯，但单晶镍价格则过于昂贵，该方法可满足高质量、规模化石墨烯的制备要求，但工艺复杂，成本高，使得该方法的广泛应用受到限制。
1.2 溶剂剥离法该方法通过将少量石墨散于溶剂中，配制成低浓度分散液，而后使用超声波破坏石墨层间存在的范德华力，经过上述操作溶剂便可成功插入石墨层并进行逐层剥离，至此石墨烯制备完成。
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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：20101649
指导教师：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
Abstract
The 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 were aminated by reacting with ethanediamine in methylbenzene. The amino-graphenes were dried and pulverized, then crushed into pellet electrode at high pressure using homemade machine. The GOs and amino-graphenes in this experiment were analyzed and characterized by the search engine marketing(SEM), transmission electron microscope(TEM),X-ray diffraction(XRD) and fourier 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 as hydroxyl and carboxyl groups were reduced and replaced by amino. The amino-graphene electrode can be apply to the electrochemical catalysis.
Keywords
graphene oxide(GO); amino-graphene; graphene electrode
目录
摘要 (I)
Abstract (II)
第一章绪论 (2)
1.1 引言 (2)
1.2 石墨烯的制备方法 (3)
1.2.1 物理方法 (3)
1.2.2 化学方法 (3)
1.3 氨基化石墨烯的特点与应用 (6)
1.4 本文研究内容 (6)
第二章实验部分 (7)
2.1 实验仪器及试剂 (7)
2.1.1 实验仪器 (7)
2.1.2 实验试剂 (8)
2.2实验流程 (8)
2.2.1氧化石墨烯的制备 (8)
2.2.2氨基化石墨烯电极的制备 (10)
第三章结果与讨论 (11)
3.1扫描电子显微镜（SEM） (11)
3.2透射电子显微镜（TEM） (11)
3.3原子力显微镜（AFM） (12)
3.4 X射线衍射（XRD） (13)
3.5傅里叶变换红外（FT-IR） (14)
3.6循环伏安测试（CV） (16)
3.7交流阻抗测试（EIS） (16)
结论 (18)
参考文献 (19)
致谢 (22)
氨基化石墨烯电极的制备及其电化学性能测试
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（～5000Wm-1K-1）、电荷载体迁移率（200,000 cm2 V−1 s−1）、特殊的比表面积（理论计算值2630m2g-1）、高化学稳定性和透光性等。
因为其特殊的结构，石墨烯还具有可控的带隙、量子隧道效应、量子霍尔效应、极好的电导率这一系列性质[7]。
正是因为石墨烯这些吸引人的特性，引起不同科研机构的极大兴趣并且尽可能地实现石墨烯纳米层在不同领域中的应用，如生物医学、增强的复合材料、传感器、催化作用、能量转换和存储装置、显示器和太阳能电池的电子学和透明电极等。
基于此，石墨烯拥有非常美好的发展前景[2-5]。
石墨烯之间有很强的相互作用，易于在石墨烯表面形成立体结构。
不管在催在燃料电池中，催化剂的催化活性和寿命和电池催化剂的载体息息相关，一种比表面积较大、孔结构合理的载体，催化剂具有更长的寿命和更好的催化活性。
然而，由于石墨烯以及其衍生物容易发生团聚，导致石墨烯比表面积降低，从而使其作为电极材料时比容量降低，最终导致所制备的器件性能降低，为了解决这一问题，往往需要对石墨烯进行修饰和改性，提高其导电性能。
目前，大部分以石墨烯为材料的电极，多数是将石墨烯涂覆在泡沫镍或玻碳电极上，而本论文提供了一种制备纯石墨烯电极的方法，并且电极表面带有氨基基团，有利于对石墨烯电极进行进一步修饰。
本论文的制备方法是通过先制备氧化石墨[6]，然后用盐酸、乙醇、去离子水将粗产品洗涤处理后，超声、离心、烘干得到较为纯净的氧化石墨烯粉末。
再在氯化亚砜的作用下，使氧化石墨烯卤化，除掉溶剂并且处理后，在甲苯中与乙二胺的作用下制备氨基化的石墨烯粉末，最。