- 上一篇：高粘度苯基甲基硅油的制备及应用研究
- 下一篇：沐浴露用香精的配方设计薰衣草墨兰
2.1 实验仪器与试剂 16
2.1.1 主要试剂 16
2.1.2 主要仪器设备 16
2.2 实验步骤 17
2.2.1 氧化石墨烯的制备 17
2.2.2 金属离子修饰氧化石墨烯 18
2.2.3 样品的XRD表征 18
2.2.4 样品的紫外吸收光谱 18
2.2.5 样品的荧光光谱 18
3. 实验结果与讨论 19
3.1 不同金属离子修饰的氧化石墨烯的XRD表征 19
3.2 不同金属离子修饰的氧化石墨烯的紫外-可见吸收光谱 20
3.3 部分不同金属离子修饰的氧化石墨烯的荧光光谱 21
4. 结论 21
致谢 22
参考文献 23
1.引言
随着全球能源消耗以惊人的速度加快，发展清洁能源和可再生能源转换和存储系统已经成为比以往任何时候都重要的课题。虽然能量转换和存储设备的效率取决于各种各样的因素，但他们的总体性能强烈依赖于组件的结构和性能。
纳米技术在材料科学与工程方面开辟了一条新的道路。为了迎接这一挑战，我们通过创建新材料，特别是碳纳米材料，实现高效的能量转换和存储。
由于其独特的结构和性能，石墨烯被赋予了很多优异的物理化学性质，是世界上迄今为止所发现的最薄的材料，它的理论厚度已经达到了纳米级别。然而，它的空间构架非常的独特，使得石墨烯的硬度也很好，几乎可以与钻石相媲美。像其他材料，石墨烯材料对某些特定应用程序具有很少见的理想功能所需的表面特征。因此，表面功能化是至关重要的，研究人员已经通过各种共价和非共价的方法制备性能高效的石墨烯能量转换和存储材料。如太阳能电池、燃料电池、超级电容器和电池。悬空键在石墨烯的边缘可以用于各种化学键的共价连接，换句话说，在石墨烯基底平面可以通过共价或者共价功能化来修饰。单个不对称的两种截然相反的表面功能化石墨烯会导致石墨烯的自组装体，分为不同层次组装的结构材料，打开了一个更加丰富的石墨烯领域的大门，并且能够增强能量转换和形成更广阔的存储性能。
这些结果揭示了表面功能化的多功能性，使石墨烯材料能够应用于复杂的能源问题。尽管许多共价和共价功能化方法已经被报道，保持石墨烯新材料高效能源转换和存储系统仍然是一个巨大的发展机会。
氧化石墨烯的结构与石墨烯基本相似，在其片层间带有羧基、羟基、环氧等基团，一般认为片层上下表面接有环氧基团和羟基，片层的边缘为羧基和羟基。氧化石墨烯巨大的比表面积和表面丰富的官能团赋予其优异的复合性能，由于结构的相似性，单层的氧化石墨烯两面均具有芳香结构，这使得它可以吸附结构类似的具有芳香结构的药物分子，可以作为潜在的药物载体。另外，由于氧化石墨烯成本低廉，原料易得，因而比单壁碳纳米管更具竞争优势。
由于经济快速扩张，世界人口的增加，以及人类对能源的依赖不断增加的电器，全球能源消耗已经以惊人的速度加快。因此，研究和发展可持续能源转换和存储技术吸引了极大的兴趣。虽然能量转换和存储设备的效率取决于各种各样的因素，他们的总体性能强烈依赖于材料的结构和属性。各种新兴纳米材料已经开发了高效的能量转换和存储。而我们更加感兴趣的是，碳纳米材料低成本结构成各种纳米结构具有高表面积和能源的能力，尤其是能源的比例(重量成本)。
1.1 石墨烯的简介