石墨烯基纳米复合材料的制备及光电性质研究

【摘要】石墨烯是一种新型2D纳米材料,它是继富勒烯球、碳纳米管之后又一重大发现。石墨烯一系列优良的物理、化学性质,使其自2004年被Geim小组发现以来,成为了人们研究的最热门的材料之一。近年来,随着不可再生能源的大量消耗以及生态环境的日益恶化,对于洁净、可再生能源的迫切需要迫使人们致力于研究和发展能源存储设备以及清洁能源设备。超级电容器和太阳能电池,作为能源存储设备以及清洁能源的代表,近些年得到了广泛的研究。本论文利用石墨烯或氧化石墨烯为基底,制备了一系列能源材料,研究了所得材料的电容性质以及光电转换性质。主要研究内容如下：1.NiS/氧化石墨烯纳米复合材料的制备及电容性质在氧化石墨烯存在下,通过水热过程制备NiS/氧化石墨烯纳米复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),X-射线衍射仪(XRD)等对产物的结构进行了表征,结果表明：呈现颗粒状的NiS(粒径约50nm)均匀地分布在片层的氧化石墨烯表面。通过阻抗谱及循环伏安法研究了纳米复合物的导电性及电化学性质。结果表明：氧化石墨烯的加入大大增强了NiS的导电性,同时改善了复合物的电容性质及稳定性。充放电测试结果表明：NiS/氧化石墨烯纳米复合材料的比电容达高达800F/g(1Ag-1),反复充放电1000次后,依然能保持良好的稳定性。2.Ag/电化学还原氧化石墨烯纳米复合材料的制备及光电转换性质Ag/电化学还原氧化石墨烯纳米复合材料是通过电化学沉积方法制备的,实验中以Pt丝为对电极、饱和甘汞电极为参比电极、导电玻璃(ITO)为工作电极,以循环伏安(CV)方法使银纳米颗粒和还原的GO同时沉积在工作电极上。利用UV-Vis,XRD,SEM对所得产物进行了结构表征。结果表明：还原的氧化石墨烯均匀地包裹在Ag纳米颗粒的表面,与单体Ag颗粒比较,复合材料中的Ag颗粒分布更加均匀且尺寸更小。光电转换测试结果表明：Ag/电化学还原氧化石墨烯纳米复合材料在紫外、可见混合光的辐照下具有良好的光电转换性能。3.Ag3PO4/TiO2/氧化石墨烯复合薄膜的制备及光电转换性质Ag3PO4/TiO2/GO复合物分三步制备。首先,利用溶胶凝胶的方法制备氢氧化钛溶胶,并向该溶胶中加入氧化石墨烯溶液。然后,利用硝酸银与磷酸钠在乙二醇介质中反应制备Ag3PO4。最后,将Ag3PO4产物加入到氢氧化钛溶胶-氧化石墨烯混合液中即得Ag3PO4/TiO2/GO复合物。以上述复合物溶液为修饰液,以导电玻璃(ITO)为基底,通过浸渍-涂覆-煅烧等过程,获得Ag3PO4/TiO2/GO复合薄膜。利用UV-Vis、XRD、SEM等检测手段对产物结构进行了表征。扫描电子显微镜表征结果表明均匀平整的Ti02表面负载了片状的氧化石墨烯以及颗粒状的Ag3PO4。光电转换测试结果表明Ag3PO4/TiO2/GO复合薄膜具有较好的光电转换性质。
【作者】王阿鸣；
【导师】张胜义；
【作者基本信息】安徽大学，分析化学，2014，硕士
【关键词】石墨烯；纳米复合材料；电容性质；光电转换性质；

【参考文献】
[1]葛耿育.基于异形轮组合的小型机器人越障性能研究[D].西南大学,计算机系统结构,2014,硕士.
[2]杨波.电动汽车车载Z源集成充电器的研究[D].哈尔滨工业大学,电气工程,2013,硕士.
[3]李文宇.高龄非小细胞肺癌患者的临床特点及治疗方式分析[D].吉林大学,临床医学,2013,硕士.
[4]马萨特（MaxatToishimanov）.履带式月球车移动系统的设计与运动仿真[D].哈尔滨工业大学,航空宇航制造工程,2014,硕士.
[5]孙祖东.共享税模式：政府策略与现实选择[D].山东大学,财政学,2013,硕士.
[6]张敏.扰动因素对单兵火箭弹散布的影响研究[D].国防科学技术大学,航天工程,2012,硕士.
[7]季鑫.磁控溅射Ta-Mo高温涂层制备工艺和性能的研究[D].上海工程技术大学,材料加工工程,2010,硕士.
[8]张爽.现阶段正确处理人民内部矛盾问题研究[D].沈阳师范大学,马克思主义中国化研究,2013,硕士.
[9]红生.德王与李守信关系的探析[D].内蒙古大学,历史学,2014,硕士.
[10]王宝萍.Aβ42及CD40L对原代小胶质细胞活化及神经元的作用研究[D].南方医科大学,神经病学,2012,硕士.
[11]黄海.中国上市公司会计信息失真问题研究[D].大连理工大学,企业管理,2004,硕士.
[12]陈静.论城乡文化需求差异[D].湖南师范大学,社会学,2013,硕士.
[13]李磊.MAGE-A4和B7-H4在食管鳞状细胞癌中的表达及临床意义[D].蚌埠医学院,病理学与病理生理学,2013,硕士.
[14]樊庆胜.隐源性大咯血的DSA表现、病理基础及栓塞治疗研究[D].山西医科大学,影像医学与核医学,2003,硕士.
[15]赵秀芳.关于盗窃虚拟财产行为的刑法规制研究[D].甘肃政法学院,刑法学,2010,硕士.
[16]尚群立,薛安克,孙优贤.时滞不确定线性互联大系统分散鲁棒H_∞控制[J].自动化学报,2000,05:695-699.
[17]何浩.基于XML的UI测试工具的设计与实现[D].南京邮电大学,软件工程（专业学位）,2013,硕士.
[18]程昆.冷弯薄壁卷边槽钢框架体系抗震性能研究[D].内蒙古科技大学,结构工程,2013,硕士.
[19]文晖.保障措施国际规制之研究[D].中央民族大学,经济法,2004,硕士.
[20]张玉生.基于锚杆拉拔试验巷道支护设计方法研究[D].西安科技大学,建筑与土木工程,2014,硕士.
[21]安徽.继承与超越——论大江健三郎与萨特的存在主义[D].吉林大学,比较文学与世界文学,2004,硕士.
[22]张杨.基于粒子群优化的工业过程独立成分分析方法研究与应用[D].东北大学,控制理论与控制工程,2010,硕士.
[23]罗小丰.α-氧化铝阻氢机制及核素在石墨上吸附的第一性原理研究[D].清华大学,2014.
[24]朱明.硅基波导的非线性光学效应及其优化设计[D].中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）,光学工程,2013,硕士.
[25]王大鹏.一阶脉冲时滞微分系统解的稳定性[D].山东师范大学,应用数学,2013,硕士.
[26]李明.卫星双极化MIMO信道模型及信号检测算法[D].哈尔滨工业大学,信息与通信工程,2013,硕士.
[27]张东升.美沙酮维持治疗的海洛因依赖者大脑抑制性控制功能的fMRI研究[D].第四军医大学,影像医学与核医学（专业学位）,2014,硕士.
[28]郭海明.普莱与特菲尔的演唱特点之对比研究[D].山东师范大学,艺术（专业学位）,2013,硕士.
[29]高聪聪.国内外房地产泡沫破灭触发因素分析[D].河北大学,金融（专业学位）,2014,硕士.
[30]张玎.矿井安全隐患识别及其闭环管理模式研究[D].中国矿业大学（北京）,管理科学与工程,2009,博士.
[31]陈希.美国反托拉斯法合理原则研究[D].山东大学,法律史,2013,硕士.
[32]秦茜.港人身份认同视野下的香港新怀旧主义电影[D].安徽大学,新闻学,2014,硕士.
[33]刘文军.基于粗糙集的数据挖掘算法研究[D].北京师范大学,2004.
[34]金翔宇.孤儿受体RORγ的配体小分子的发现[D].吉林大学,生物医学工程,2014,硕士.
[35]何永珍,周雪飞,代朝猛,张亚雷.铁氧体及其复合材料去除水体中有机污染物的研究进展[J].材料导报,2015,05:16-19+24.
[36]刘桂香.后金融危机时代下对我国影子银行监管研究[D].吉林财经大学,金融学,2014,硕士.
[37]田久乐.数字化终身学习中基于学习者兴趣的个性化学习资源推荐机制研究[D].东北师范大学,教育技术学,2012,硕士.
[38]丁清山.基于小波的GIS局部放电类型识别算法及其实现[D].西安电子科技大学,模式识别与智能系统,2012,硕士.
[39]赵渊洁.结合可控滤波器与偏微分方程的图像去噪方法[D].天津理工大学,计算机技术,2013,硕士.
[40]徐琪.河南省旅游服务贸易竞争力研究[D].郑州大学,国际贸易学,2013,硕士.
[41]杨增凤.薏仁竹叶汤保留灌肠治疗溃疡性结肠炎（大肠湿热型）的疗效观察[D].黑龙江中医药大学,中西医结合临床（专业学位）,2014,硕士.
[42]王晓芳.运输政策变迁的制度分析[D].北京交通大学,2006.
[43]李猛.去甲斑蝥素诱导结肠癌LS-174T细胞凋亡及其作用机制[D].河北医科大学,外科学,2014,硕士.
[44]王启志.工程解耦控制系统的研究[D].华侨大学,2002.
[45]朱星光.质子交换膜燃料电池控制策略研究[D].西南交通大学,电气工程,2013,硕士.
[46]臧晓京.国外攻击硬目标和深埋地下目标的引战技术发展[J].飞航导弹.2006(01)
[47]刘希,孙秀霞,董文瀚,杨朋松.无抖振离散滑模趋近律[J].控制与决策,2013,08:1277-1280.
[48]权亚萍.基于偶联法聚合线型SBS的改性沥青流变特性研究[D].长安大学,材料工程（专业学位）,2014,硕士.
[49]唐媛.FOXO1基因多态性、环境因素及其交互作用与2型糖尿病关系的研究[D].吉林大学,流行病与卫生统计学,2013,硕士.
[50]宋国兵,高淑萍,蔡新雷,张健康,饶菁,索南加乐.高压直流输电线路继电保护技术综述[J].电力系统自动化,2012,22:123-129.