二維多孔碳基復合材料的石墨烯模板法制備及其應用研究.pdf

1、多孔材料因為擁有很多獨特的性能和應用，在材料研究領域占據(jù)著重要地位。隨著科技進步，多孔材料在環(huán)保、通訊、醫(yī)藥、能源、催化以及航空航天等領域的應用越來越廣泛。而石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的碳質材料，自被發(fā)現(xiàn)以來，石墨烯及石墨烯基新型復合材料已經(jīng)成為材料領域的研究熱點。因此，將多孔材料和石墨烯相結合的復合材料在最近幾年已經(jīng)得到了越來越多的研究興趣。本文利用石墨烯的二維結構和碳質特性，將其同時作為二維模板和碳質基底來制備二維多孔碳

2、基復合材料，同時也利用石墨烯超高比表面積和電導率等來增強材料的性能，具體研究內容為：
　?。?）以氧化石墨烯為模板，對其表面進行氨基化修飾，進而引入大分子鏈轉移引發(fā)劑—三硫代酯，通過可逆加成—斷裂鏈轉移（RAFT）乳液聚合的方法，在石墨烯表面接枝多孔聚合物，得到了具有超高比表面積的二維多孔聚合物，并對其在氣體存儲方面的應用進行研究，如氫氣和二氧化碳；
　?。?）以還原氧化石墨烯為模板，在其表面引入碳負離子，通過陰離子聚合的方

3、法接枝聚丙烯腈，成功制備了二維聚丙烯腈分子刷，隨后將這種石墨烯—聚丙烯腈復合材料在不同高溫條件下進行碳化，得到氮摻雜的二維多孔碳材料，具有較高的電化學催化活性；
　　（3）有文獻報道，聚丙烯腈與單質硫在300℃下可以發(fā)生交聯(lián)反應，同時可以促進聚丙烯腈成環(huán)。通過實驗我們發(fā)現(xiàn)，將這種硫交聯(lián)聚丙烯腈材料在高溫下進一步處理可以得到具有高表面積的氮硫共摻雜多孔碳材料。因此，我們將（2）中原理制備的石墨烯—聚丙烯腈復合材料與硫進行同樣的高溫處