氟烷基鏈-碳烷基鏈改性石墨烯的制備及其性能研究.pdf

1、最近，石墨烯由于其獨(dú)特的二維原子厚度結(jié)構(gòu)以及較為突出的性能已經(jīng)引起了人們廣泛的關(guān)注，并且越來(lái)越多的應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中。為了使石墨烯更好的發(fā)揮其應(yīng)用，控制石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)以及化學(xué)組成成分是至關(guān)重要的。在石墨烯上引入長(zhǎng)鏈的官能團(tuán)不僅可以將氧化石墨還原并且可以改變石墨烯的化學(xué)組成以及結(jié)構(gòu)性質(zhì)，為石墨烯在電容器以及分子選擇性分離應(yīng)用中提供了可能性。因此，在本文中，我們分別采用不同氟烷基鏈/碳烷基鏈作為還原劑改性氧化石墨，用于制備超級(jí)電容器以及

2、油水分離實(shí)驗(yàn)中。
　　含氟官能團(tuán)呈現(xiàn)出非常好的功能性由于其不僅可以改變石墨烯表面的物理化學(xué)性質(zhì)而且可以改變其電子和磁性能。因此本論文第一個(gè)課題是首次以對(duì)全氟辛基苯胺作為還原劑和功能劑，采用簡(jiǎn)便的溶液法一步制備合成以及表征了全氟功能化的石墨烯，更值得一提的是，采用水熱法制備得到了全氟烴基功能化的石墨烯水凝膠。獲得的石墨烯水凝膠呈現(xiàn)出非常好的吸附性能以及電化學(xué)性能包括最大比電容達(dá)到321.6F g-1，并且在水性電解質(zhì)以及有機(jī)電解質(zhì)中

3、都呈現(xiàn)出非常好的循環(huán)穩(wěn)定性；全氟烴基功能石墨烯電子結(jié)構(gòu)的改變進(jìn)一步通過(guò)密度泛函理論進(jìn)行模擬計(jì)算。
　　本論文的另一課題是采用不同烷基鏈鏈長(zhǎng)的烴基胺類(lèi)包括正丙胺，正辛胺，正十二胺作為還原劑和功能劑，采用簡(jiǎn)單的溶液法制備得到烴基功能化是石墨烯。通過(guò)XRD，F(xiàn)T-IR，Raman，EDX等表征手段證實(shí)氧化石墨烯的還原。通過(guò)抽濾的方法制備不同厚度的石墨烯薄膜，并通過(guò)AFM表征其表面粗糙度以及SEM測(cè)定其厚度。不同石墨烯薄膜的疏水性通過(guò)測(cè)試