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石墨烯的制备、组装及应用研究

学位论文数据集第1-5页
摘要第5-9页
ABSTRACT第9-30页
第一章 绪论第30-58页
   ·前言第30页
   ·石墨烯的结构与性能第30-34页
     ·石墨烯的概述第30-32页
     ·石墨烯的结构第32页
     ·石墨烯的性能第32-34页
       ·电子学性能第32-33页
       ·力学性能第33-34页
       ·热学性能第34页
       ·磁学性能第34页
   ·石墨烯的表征第34-35页
     ·原子力显微镜第34-35页
     ·拉曼光谱第35页
   ·石墨烯的制备第35-42页
     ·微机械剥离法第36页
     ·化学剥离法第36-40页
       ·氧化石墨的制备第36-37页
       ·热还原法第37-38页
       ·溶剂热还原第38页
       ·化学还原法第38-40页
     ·化学合成法第40-41页
       ·溶剂热法第40页
       ·有机合成法第40-41页
     ·催化生长法第41-42页
       ·外延生长法第41-42页
       ·化学气相沉积法第42页
       ·金刚石高温转化法第42页
   ·石墨烯的自组装第42-45页
     ·管套管结构及静电自组装第43页
     ·薄膜材料及界面自组装第43-44页
       ·两相界面法第43-44页
       ·模板法第44页
       ·过滤法第44页
       ·协同组装第44页
     ·卷曲结构自组装第44-45页
   ·石墨烯的应用第45-51页
     ·复合材料第45-46页
     ·电子器件第46页
     ·储能应用第46-51页
       ·锂离子电池第46-49页
       ·超级电容器第49-50页
       ·太阳能电池第50页
       ·储氢第50-51页
   ·本课题的立题依据和主要研究内容第51-53页
     ·论文选题的目的及意义第51页
     ·本课题的主要研究内容第51-53页
 参考文献第53-58页
第二章 实验与测试分析方法第58-72页
   ·本实验研究方案第58-59页
   ·实验所用原料及设备仪器第59-61页
     ·实验所用原料第59页
       ·天然鳞片石墨第59页
       ·人造石墨第59页
       ·碳纳米管第59页
       ·组装电池所用原料第59页
     ·化学试剂第59-60页
     ·主要设备与仪器第60-61页
   ·实验方法第61-64页
     ·氧化石墨烯与石墨烯的制备方法第61-62页
       ·氧化石墨烯的制备第61页
       ·快速热膨胀法第61-62页
       ·溶剂热法第62页
     ·石墨烯/碳纳米管,石墨烯/纳米洋葱杂化材料的制备方法第62页
     ·石墨烯微球的制备第62-63页
     ·石墨烯包覆金属微球的制备方法第63页
     ·石墨烯/环氧树脂复合材料的制备方法第63-64页
   ·表征方法第64-67页
     ·扫描电子显微镜(SEM和FE-SEM)及能谱(EDX)第65页
     ·透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)第65页
     ·X射线衍射测试(XRD)第65-66页
     ·傅里叶变换红外光谱分析(FT-IR)第66页
     ·低温氮吸附测试分析第66页
     ·热重-示差扫描(TG-DSC)同步热分析第66-67页
     ·原子力显微镜(AFM)第67页
     ·X射线光电子能谱分析(XPS)第67页
   ·电化学性能测试与分析第67-69页
     ·电极的制备及模拟电池的组装第67-68页
     ·恒流充放电性能测试第68-69页
     ·循环伏安第69页
     ·交流阻抗测试第69页
     ·交流阻抗谱图模拟第69页
   ·复合材料拉伸性能测试第69-72页
     ·复合材料试样的形状、尺寸第69-70页
     ·拉伸性能测试第70-71页
       ·拉伸强度第70页
       ·弹性模量第70-71页
       ·断裂伸长率第71页
     ·复合材料力学性能的测定第71-72页
第三章 石墨烯的制备第72-91页
   ·引言第72页
   ·影响可剥离石墨及石墨烯纳米片形貌的因素第72-82页
     ·石墨种类第73-75页
     ·氧化剂使用量第75-76页
     ·氧化反应时间第76-78页
     ·快速热处理时间第78-79页
     ·快速热处理温度第79-80页
     ·超声波功率第80-81页
     ·超声波处理时间第81-82页
     ·快速热处理法制备石墨烯的原理第82页
   ·GNSs的形貌和结构第82-87页
     ·微观形貌第83-85页
     ·结构及导电性第85-87页
   ·小结第87-89页
 参考文献第89-91页
第四章 石墨烯电化学性能的研究第91-110页
   ·引言第91页
   ·石墨烯的形貌与结构第91-96页
     ·宏观形貌及物理性质第92-93页
     ·XRD分析第93页
     ·FT-IR分析第93-94页
     ·SEM分析第94-95页
     ·TEM分析第95-96页
   ·石墨烯及杂化材料的电化学性能第96-101页
     ·储锂性能第96-98页
     ·循环性能第98-99页
     ·阻抗性能第99-101页
     ·制备方法对石墨烯高倍率性能的影响分析第101页
   ·石墨烯/碳纳米管及石墨烯/纳米洋葱杂化材料电性能的研究第101-106页
     ·引言第101-102页
     ·形貌与结构第102-104页
     ·储锂性能第104-106页
     ·循环及倍率性能第106页
   ·小结第106-108页
 参考文献第108-110页
第五章 石墨烯作为锂离子电池负极材料导电添加剂的研究第110-126页
   ·引言第110-111页
   ·石墨烯与乙炔黑形貌结构的比较第111-113页
     ·XRD分析第111-112页
     ·SEM分析第112-113页
   ·石墨烯与乙炔黑作为导电剂的电化学性能第113-121页
     ·石墨烯与乙炔黑的本征电化学性能第113-115页
     ·含有石墨烯和乙炔黑作为导电剂的石墨电极的形貌及电化学特征第115-116页
     ·导电添加剂对于电极电化学性能的影响第116-119页
     ·含有导电添加剂的石墨电极的电化学动力学考察第119-121页
     ·导电添加剂与活性物质混合方式对电化学性能的影响第121页
   ·石墨烯作为电极材料导电剂的机理第121-123页
   ·小结第123-124页
 参考文献第124-126页
第六章 石墨烯自组装中空微球的研究第126-150页
   ·引言第126页
   ·氧化石墨烯的形貌与结构第126-129页
     ·氧化石墨烯的形貌第127页
     ·氧化石墨烯的结构第127-129页
   ·工艺参数对中空微球形貌的影响第129-139页
     ·乳化时间第129-131页
     ·乳化搅拌速度第131-133页
     ·排水时间第133-134页
     ·石墨烯氧化程度第134-138页
     ·乳化过程分散方式第138-139页
   ·石墨烯中空微球的成球机理第139-141页
   ·石墨烯中空微球的电化学性能第141-145页
     ·石墨烯中空微球的预处理第141-143页
     ·恒流充放电性能第143-144页
     ·循环伏安分析第144-145页
   ·小结第145-147页
 参考文献第147-150页
第七章 石墨烯包覆金属微球制备的研究第150-176页
   ·引言第150页
   ·工艺参数对石墨烯包覆金属微球形貌第150-169页
     ·催化剂比例第150-154页
     ·氧化石墨中氧化剂添加量第154-157页
     ·保温时间第157-159页
     ·热处理温度第159-162页
     ·分散工艺第162-164页
     ·不同金属催化剂第164-167页
     ·石墨烯自组装微球结构和组成的验证第167-169页
   ·石墨烯包覆金属微球的形成机理第169-171页
   ·石墨烯包覆金属微球的电化学性能第171-173页
     ·储锂性能第171-173页
     ·循环性能第173页
   ·小结第173-175页
 参考文献第175-176页
第八章 石墨烯/环氧树脂复合材料的制备及其性能第176-199页
   ·引言第176-177页
   ·复合材料的固化条件的确定第177-178页
   ·石墨烯及碳纳米管的形貌与结构第178-182页
     ·形貌第178-180页
     ·结构第180-182页
   ·复合材料的形貌与结构第182-185页
     ·结构第182-183页
     ·形貌第183-185页
   ·复合材料的力学性能比较第185-193页
     ·应力应变曲线第185-187页
     ·力学性能第187-189页
     ·两种复合材料增韧机制的研究第189-193页
   ·复合材料热学稳定性的研究第193-196页
     ·添加量第193-195页
     ·升温速率第195-196页
   ·小结第196-197页
 参考文献第197-199页
第九章 结论第199-202页
致谢第202-203页
研究成果及发表的学术论文第203-205页
作者和导师简介第205-207页
北京化工大学博士研究生学位论文答辩委员会决议书第207-208页

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