| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-7页 |
| 第一章 绪论 | 第15-41页 |
| 1.1 引言 | 第15-17页 |
| 1.2 石墨烯材料 | 第17-21页 |
| 1.2.1 石墨烯材料简介 | 第17-18页 |
| 1.2.2 石墨烯材料的制备 | 第18-21页 |
| 1.3 锂离子电池（Lithium-ion battery） | 第21-29页 |
| 1.3.1 锂离子电池简介 | 第21-22页 |
| 1.3.2 锂离子电池正极材料 | 第22-25页 |
| 1.3.3 锂离子电池负极材料 | 第25-28页 |
| 1.3.4 锂离子电池电解质 | 第28-29页 |
| 1.4 石墨烯材料在锂离子电池中的应用 | 第29-30页 |
| 1.5 电化学电容器（Electrochemical capacitors） | 第30-32页 |
| 1.5.1 电化学电容器的工作原理 | 第30-32页 |
| 1.5.1.1 双电层电容（EDLC） | 第31-32页 |
| 1.5.1.2 法拉第赝电容 | 第32页 |
| 1.5.1.3 混合型电化学电容器 | 第32页 |
| 1.6 石墨烯在电化学电容器中的应用 | 第32-33页 |
| 1.7 燃料电池（Fuel cells） | 第33-36页 |
| 1.7.1 质子交换膜燃料电池（PEMFC） | 第34-35页 |
| 1.7.2 质子交换膜燃料电池电催化剂 | 第35-36页 |
| 1.8 石墨烯在燃料电池中的应用 | 第36页 |
| 1.9 主要测试方法的原理 | 第36-40页 |
| 1.9.1 理化分析 | 第36-38页 |
| 1.9.1.1 X 射线衍射（XRD） | 第36-37页 |
| 1.9.1.2 拉曼光谱（Raman Spectra） | 第37页 |
| 1.9.1.3 X 射线光电子能谱（XPS） | 第37页 |
| 1.9.1.4 氮气的吸/脱附 | 第37页 |
| 1.9.1.5 扫描电镜（SEM） | 第37-38页 |
| 1.9.1.6 透射电镜（TEM） | 第38页 |
| 1.9.2 电化学测试 | 第38-40页 |
| 1.9.2.1 恒流充放电测试 | 第38页 |
| 1.9.2.2 循环伏安测试（CV） | 第38-39页 |
| 1.9.2.3 交流阻抗测试（EIS） | 第39-40页 |
| 1.10 论文的选题及研究内容 | 第40-41页 |
| 第二章 石墨烯的制备以及相关表征 | 第41-63页 |
| 2.1 引言 | 第41页 |
| 2.2 实验部分 | 第41-44页 |
| 2.2.1 化学试剂及仪器 | 第41-42页 |
| 2.2.2 氧化石墨（GO）的制备 | 第42-43页 |
| 2.2.3 氧化还原法制备石墨烯 | 第43页 |
| 2.2.4 直接低温骤热法制备石墨烯 | 第43-44页 |
| 2.3 测试与表征 | 第44-45页 |
| 2.3.1 X 射线衍射（XRD）分析 | 第44页 |
| 2.3.2 微观形貌分析 | 第44页 |
| 2.3.3 红外光谱（FTIR）分析 | 第44-45页 |
| 2.3.4 拉曼光谱（Raman Spectra） | 第45页 |
| 2.3.5 热重分析（TG/DSC） | 第45页 |
| 2.3.6 氮气吸/脱附测试 | 第45页 |
| 2.4 结果与讨论 | 第45-62页 |
| 2.4.1 氧化石墨的相关表征 | 第45-48页 |
| 2.4.1.1 XRD 谱图分析 | 第45-46页 |
| 2.4.1.2 红外谱图分析 | 第46-47页 |
| 2.4.1.3 拉曼谱图分析 | 第47页 |
| 2.4.1.4 SEM 分析 | 第47-48页 |
| 2.4.2 氧化还原法制备石墨烯的表征 | 第48-52页 |
| 2.4.2.1 XRD 谱图分析 | 第48-49页 |
| 2.4.2.2 红外谱图分析 | 第49-50页 |
| 2.4.2.3 拉曼谱图分析 | 第50页 |
| 2.4.2.4 扫描电镜表征 | 第50-51页 |
| 2.4.2.5 氮气吸/脱附表征 | 第51-52页 |
| 2.4.2.6 透射电镜表征 | 第52页 |
| 2.4.3 直接低温骤热法制备石墨烯的表征 | 第52-58页 |
| 2.4.3.1 氧化石墨的热重分析 | 第53页 |
| 2.4.3.2 XRD 谱图分析 | 第53-54页 |
| 2.4.3.3 红外谱图分析 | 第54-55页 |
| 2.4.3.4 拉曼谱图分析 | 第55页 |
| 2.4.3.5 石墨烯的热重分析 | 第55-56页 |
| 2.4.3.6 扫描电镜表征 | 第56-57页 |
| 2.4.3.7 氮气吸/脱附表征 | 第57页 |
| 2.4.3.8 透射电镜表征 | 第57-58页 |
| 2.4.4 石墨烯纳米微片（GNPs）的表征 | 第58-62页 |
| 2.4.4.1 XRD 谱图分析 | 第58-59页 |
| 2.4.4.2 热重分析 | 第59-60页 |
| 2.4.4.3 扫描电镜表征 | 第60页 |
| 2.4.4.4 氮气吸/脱附测试 | 第60-61页 |
| 2.4.4.5 透射电镜表征 | 第61-62页 |
| 2.5 本章结论 | 第62-63页 |
| 第三章 LiMnPO_4材料的制备与改性 | 第63-90页 |
| 3.1 引言 | 第63-64页 |
| 3.2 实验部分 | 第64-66页 |
| 3.2.1 化学试剂及仪器 | 第64页 |
| 3.2.2 Mn(PO_3(OH))·3H_2O 的制备 | 第64-65页 |
| 3.2.3 Mn(PO_3(OH))·3H_2O 在 LiMnPO_4材料中的应用 | 第65页 |
| 3.2.4 LiMnPO_4-C/AB 与 LiMnPO_4-C/AB-I 的制备 | 第65-66页 |
| 3.2.5 LiMnPO_4/GNPs 的制备 | 第66页 |
| 3.3 测试与表征 | 第66-68页 |
| 3.3.1 理化表征 | 第66-67页 |
| 3.3.1.1 X 射线衍射（XRD）分析 | 第66页 |
| 3.3.1.2 微观形貌分析 | 第66-67页 |
| 3.3.1.3 拉曼光谱（Raman Spectra） | 第67页 |
| 3.3.1.4 热重分析（TG/DSC） | 第67页 |
| 3.3.1.5 X 射线光电子能谱（XPS）分析 | 第67页 |
| 3.3.2 电化学表征 | 第67-68页 |
| 3.3.2.1 沉淀法所制备材料的表征 | 第67页 |
| 3.3.2.2 溶胶-凝胶法所制备材料的表征 | 第67-68页 |
| 3.4 结果与讨论 | 第68-89页 |
| 3.4.1 沉淀法制备 LiMnPO_4材料及改性 | 第68-75页 |
| 3.4.1.1 Mn(PO_3(OH))·3H_2O 的 XRD 分析 | 第68-69页 |
| 3.4.1.2 Mn(PO_3(OH))·3H_2O 的热分解分析 | 第69-70页 |
| 3.4.1.3 Mn(PO_3(OH))·3H_2O 的 SEM 表征 | 第70-71页 |
| 3.4.1.4 Mn(PO_3(OH))·3H_2O 的 XPS 分析 | 第71-72页 |
| 3.4.1.5 LiMnPO_4/C 和 LiFe_(0.5)Mn_(0.5)PO_4/C 材料的 XRD 分析 | 第72-73页 |
| 3.4.1.6 LiMnPO_4/C 和 LiFe_(0.5)Mn_(0.5)PO_4/C 材料的形貌分析 | 第73-74页 |
| 3.4.1.7 LiMnPO_4/C 和 LiFe_(0.5)Mn_(0.5)PO_4/C 材料的电化学表征 | 第74-75页 |
| 3.4.2 新型溶胶-凝胶法制备 LiMnPO_4/AB | 第75-82页 |
| 3.4.2.1 凝胶的差异分析 | 第75-76页 |
| 3.4.2.2 新型溶胶-凝胶法制得 LiMnPO_4/AB 的 XRD 分析 | 第76-77页 |
| 3.4.2.3 新型溶胶-凝胶法制得 LiMnPO_4/AB 的 SEM 表征 | 第77-78页 |
| 3.4.2.4 新型溶胶-凝胶法制得 LiMnPO_4/AB 的电化学表征 | 第78-79页 |
| 3.4.2.5 LiMnPO_4/AB 与 LiMnPO_4/AB-I 的 XRD 谱图分析 | 第79-80页 |
| 3.4.2.6 LiMnPO_4/AB 与 LiMnPO_4/AB-I 的 SEM 表征 | 第80页 |
| 3.4.2.7 LiMnPO_4/AB 与 LiMnPO_4/AB-I 的电化学表征 | 第80-82页 |
| 3.4.3 石墨烯纳米微片（GNPs）的应用 | 第82-89页 |
| 3.4.3.1 LiMnPO_4/AB 和 LiMnPO_4/GNPs 的 XRD 谱图分析 | 第82-83页 |
| 3.4.3.2 LiMnPO_4/AB 和 LiMnPO_4/GNPs 的拉曼谱图分析 | 第83页 |
| 3.4.3.3 LiMnPO_4/AB 和 LiMnPO_4/GNPs 的 SEM 表征 | 第83-84页 |
| 3.4.3.4 LiMnPO_4/AB 和 LiMnPO_4/GNPs 的 TEM 表征 | 第84-85页 |
| 3.4.3.5 LiMnPO_4/AB 和 LiMnPO_4/GNPs 的阻抗分析 | 第85-87页 |
| 3.4.3.6 LiMnPO_4/AB 和 LiMnPO_4/GNPs 的循环性能分析 | 第87页 |
| 3.4.3.7 LiMnPO_4/AB 和 LiMnPO_4/GNPs 的倍率性能分析 | 第87-89页 |
| 3.5 本章结论 | 第89-90页 |
| 第四章 石墨烯在 MnO 锂离子电池负极材料中的应用 | 第90-109页 |
| 4.1 引言 | 第90-91页 |
| 4.2 实验部分 | 第91-93页 |
| 4.2.1 化学试剂及仪器 | 第91页 |
| 4.2.2 聚乙二醇辅助烧结法制备 MnO | 第91-92页 |
| 4.2.3 MnTiO_3对 MnO 的包覆处理 | 第92页 |
| 4.2.4 聚乙二醇辅助烧结法制备 MnO/GNPs | 第92页 |
| 4.2.5 MnTiO_3对 MnO/GNPs 的包覆处理 | 第92-93页 |
| 4.3 测试与表征 | 第93-94页 |
| 4.3.1 理化表征 | 第93页 |
| 4.3.1.1 X 射线衍射（XRD）分析 | 第93页 |
| 4.3.1.2 微观形貌分析 | 第93页 |
| 4.3.1.3 氮气吸/脱附测试 | 第93页 |
| 4.3.2 电化学表征 | 第93-94页 |
| 4.4 结果与讨论 | 第94-108页 |
| 4.4.1 聚乙二醇辅助烧结法制备 MnO 的表征 | 第94-98页 |
| 4.4.1.1 不同 MnO 样品的 XRD 谱图分析 | 第94-95页 |
| 4.4.1.2 不同 MnO 样品的 SEM 表征 | 第95页 |
| 4.4.1.3 不同 MnO 样品的氮气吸/脱附测试 | 第95-96页 |
| 4.4.1.4 不同 MnO 样品的电化学表征 | 第96-98页 |
| 4.4.2 MnO@MnTiO_3负极材料表征 | 第98-101页 |
| 4.4.2.1 MnO@MnTiO_3的 XRD 谱图分析 | 第98-99页 |
| 4.4.2.2 MnO@MnTiO_3的形貌分析 | 第99-100页 |
| 4.4.2.3 MnO@MnTiO_3的电化学性能 | 第100-101页 |
| 4.4.3 MnO/GNPs 负极材料表征 | 第101-104页 |
| 4.4.3.1 MnO/GNPs 负极材料的 XRD 谱图分析 | 第102页 |
| 4.4.3.2 MnO/GNPs 负极材料的扫描电镜表征 | 第102-103页 |
| 4.4.3.3 MnO/GNPs 负极材料的循环性能测试 | 第103-104页 |
| 4.4.4 MnO/GNPs@MnTiO_3负极材料表征 | 第104-108页 |
| 4.4.4.1 MnO/GNPs@MnTiO_3的 XRD 谱图分析 | 第104-105页 |
| 4.4.4.2 MnO/GNPs@MnTiO_3的 SEM 表征 | 第105页 |
| 4.4.4.3 MnO/GNPs@MnTiO_3的 TEM 表征 | 第105-106页 |
| 4.4.4.4 MnO/GNPs@MnTiO_3的电化学表征 | 第106-108页 |
| 4.5 本章结论 | 第108-109页 |
| 第五章 石墨烯在锂离子电容器中的应用 | 第109-128页 |
| 5.1 引言 | 第109-110页 |
| 5.2 实验部分 | 第110-111页 |
| 5.2.1 化学试剂及仪器 | 第110-111页 |
| 5.2.2 直接低温骤热法制备石墨烯 | 第111页 |
| 5.3 测试与表征 | 第111-112页 |
| 5.3.1 理化表征 | 第111-112页 |
| 5.3.1.1 X 射线衍射（XRD）分析 | 第111页 |
| 5.3.1.2 微观形貌分析 | 第111-112页 |
| 5.3.1.3 拉曼光谱（Raman Spectra） | 第112页 |
| 5.3.1.4 氮气吸/脱附测试 | 第112页 |
| 5.3.2 电化学表征 | 第112页 |
| 5.4 结果与讨论 | 第112-127页 |
| 5.4.1 不同温度所得石墨烯的表征 | 第112-120页 |
| 5.4.1.1 石墨烯样品的 XRD 谱图分析 | 第113页 |
| 5.4.1.2 石墨烯样品的 SEM 表征 | 第113-114页 |
| 5.4.1.3 石墨烯样品的氮气吸/脱附测试 | 第114-115页 |
| 5.4.1.4 石墨烯样品的拉曼谱图分析 | 第115-116页 |
| 5.4.1.5 石墨烯样品的 TEM 表征 | 第116-117页 |
| 5.4.1.6 石墨烯样品的恒流充放电测试 | 第117-118页 |
| 5.4.1.7 石墨烯样品的循环伏安测试 | 第118-119页 |
| 5.4.1.8 石墨烯样品的循环性能测试 | 第119-120页 |
| 5.4.2 不同碳材料的测试与表征 | 第120-127页 |
| 5.4.2.1 不同碳材料的 XRD 谱图分析 | 第121页 |
| 5.4.2.2 不同碳材料的拉曼谱图分析 | 第121-122页 |
| 5.4.2.3 不同碳材料的 SEM 表征 | 第122页 |
| 5.4.2.4 不同碳材料的氮气吸/脱附测试 | 第122-123页 |
| 5.4.2.5 不同碳材料的恒流充放电测试 | 第123-125页 |
| 5.4.2.6 不同碳材料的循环伏安测试 | 第125页 |
| 5.4.2.7 不同碳材料的循环性能测试 | 第125-126页 |
| 5.4.2.8 电极循环前后的 SEM 表征 | 第126-127页 |
| 5.5 本章结论 | 第127-128页 |
| 第六章 石墨烯在燃料电池电催化剂中的应用 | 第128-142页 |
| 6.1 引言 | 第128-129页 |
| 6.2 实验部分 | 第129-131页 |
| 6.2.1 化学试剂及仪器 | 第129页 |
| 6.2.2 氧化还原法制备石墨烯 | 第129-130页 |
| 6.2.3 聚吡咯/石墨烯（PPy-graphene）复合材料的制备 | 第130页 |
| 6.2.4 Pt/graphene 与 Pt/PPy-graphene 催化剂的制备 | 第130-131页 |
| 6.3 测试与表征 | 第131-132页 |
| 6.3.1 材料的理化表征 | 第131-132页 |
| 6.3.1.1 X 射线衍射（XRD）分析 | 第131页 |
| 6.3.1.2 微观形貌分析 | 第131页 |
| 6.3.1.3 红外光谱（FTIR）分析 | 第131-132页 |
| 6.3.1.4 拉曼光谱（Raman Spectra） | 第132页 |
| 6.3.2 材料的电化学测试 | 第132页 |
| 6.4 结果与讨论 | 第132-141页 |
| 6.4.1 催化剂的 XRD 谱图分析 | 第132-133页 |
| 6.4.2 催化剂的红外谱图分析 | 第133-134页 |
| 6.4.3 催化剂的拉曼谱图分析 | 第134-135页 |
| 6.4.4 聚吡咯/石墨烯复合材料的稳定性比较 | 第135-136页 |
| 6.4.5 催化剂的形貌分析 | 第136页 |
| 6.4.6 催化剂的循环伏安测试 | 第136-139页 |
| 6.4.7 催化剂的阻抗测试 | 第139-141页 |
| 6.5 本章结论 | 第141-142页 |
| 第七章 全文结论 | 第142-146页 |
| 参考文献 | 第146-163页 |
| 发表论文以及科研情况 | 第163-165页 |
| 致谢 | 第165页 |
