2。1 实验材料及实验方法 9

2。1。1 实验器材及材料 9

2。1。2 实验表征及测试仪器 9

2。2 石墨烯复合海绵的制备方法 10

2。2。1 氧化石墨烯的制备 10

2。2。2 还原石墨烯/海绵复合物的制备 10

第三章 石墨烯复合海绵的表征 13

3。1 石墨烯复合海绵微观形貌 13

3。2 还原石墨烯/海绵复合物的化学组成分析 13

3。3 还原石墨烯/海绵复合物导电性能测试 16

第四章 还原石墨烯/海绵复合物吸附性能影响因素 17

4。1 前言 17

4。2 实验过程 17

4。3 测定铜离子溶液的最大吸收峰 17

4。4 还原石墨烯/海绵复合物质量对吸附性能的影响 18

4。5 铜离子溶液浓度对吸附性能的影响 19

4。6 吸附时间对吸附性能的影响 20

4。7 不同氧化石墨烯含量对吸附性能的影响 20

第五章 总结与展望 21

5。1 总结 21

5。2 展望 21

参考文献 22

第一章 绪论

1。1 研究背景

能源是目前世界上共同面对的一大难题，尤其是化石燃料引发的潜在能源危机已经上升至国家安全层面，近年来新能源得到广泛关注，生物质能、氢能等清洁、绿色能源引起高度重视，而清洁能源的应用依赖于高效催化剂。在此背景下，石墨烯被证明有广阔的应用前景。石墨烯的分子结构是由碳原子组成，但是其具有六角蜂巢晶格，被看作十分理想的二维纳米材料。这种材料虽然有良好的使用性能，但是结构不稳定，而且对使用环境要求较高，导致该材料在实际应用中困难重重。然而，基于静电或者共价键连接等方式将石墨烯片做成宏观的组装体，凭借官能团的特殊性质实现二维结构向三位结构的转变，可以有效提升石墨烯使用规模。金属纳米颗粒物化性质良好，和石墨烯结合而制备的复合材料性能更加优异，例如TA-GA、三维石墨烯-钛白粉纳米等。三维石墨烯组装体的性能更加稳定、优良，因此在光伏领域、能量储存转换等领域均有应用前景。三维石墨烯中各单元之间的连接有不同连接方式，常用的连接方式包括非共价键结合与共价键结合两种，后者所得三维石墨烯组装体具有很强的机械稳定性，而且保证了优良的催化活性。然而当石墨烯片与连接体的连接存在问题时，将对材料稳定性等性能产生恶劣影响。From~优Y尔R论^文W网wWw.YoUeRw.com 加QQ7520.18766

1。2 石墨烯三维组装体制备方法综述

正是由于石墨烯片与连接体之间连接方式对最终性能影响很大，因此不少学者针对此连接方式展开实验研究，下面介绍目前比较突出的集中组织方式。

1。2。1 直接自组装法

当不采用凝胶化剂时，一旦石墨烯氧化物的分散液浓度满足一定限值时，其将出现自凝胶化的作用，采用这种方式进行石墨烯片连接的方法被称为直接自组装法。这种方法的根本原理是利用了石墨烯片层间π-π作用。而且石墨烯氧化物中含氧基团亲水性强，所以不会出现不可逆凝聚。除此之外，官能团间氢键的存在也是实现直接自组装的机理之一。这种制备方法中，石墨烯氧化物溶液浓度是最为关键的因素之一。通常在不借助外界条件的情况下，利用高浓度GO即可实现直接自组装。