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摘 要

我们采用了改进的hummers法，通过改变高锰酸钾的量制备了不同氧化程度的氧化石墨烯（GO）。并使用层层自组装的方法制备了不同GO氧化程度的氧化石墨/PDDA/磷钼酸（GO/PDDA/PMo）薄膜电极。采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR），X射线衍射仪（XRD）对不同氧化程度的氧化石墨烯进行表征测试，通过电化学工作站对GOx/PDDA/PMo薄膜的电化学性能进行分析，然后进行了比容量的计算，更加客观的观察到其性能。研究结果表明，随着氧化石墨烯氧化度的增加，GO/PDDA/PMo的比容量也会随之增加，但随着氧化度的增加导致氧化石墨烯的导电性随之降低，导致复合材料整体的导电性降低，抑制了PMo的电化学活性，使得GO/PDDA/PMo薄膜电极的比容量会有大幅的降低。

关键词：氧化石墨烯 GO/PDDA/PMo薄膜 氧化度 比容量

The influences of electrochemical performance of GO/PDDA/PMo film from the oxidation of graphite

Abstract

Referencing Graphene oxide prepared by Hummers method, we have adopted a modified method of Hummers, by changing the potassium permanganate preparation for different oxidation degree of graphene oxide (GO). It produced GO different oxidation degree of graphite/PDDA/phosphorus molybdate (GO/PDDA/PMo) film with the method of layer self-assembly. Characterization testing the different oxidation degree of graphene oxide by Fourier transform infrared spectroscopy (FI-IR) and X-ray diffraction analysis (XRD). Analysising the electrochemical properties of GOx/PDDA/PMo films by Electrochemical workstation. We can more subjective observe its electrochemical properties through capacity calculation. Results showed that, with the graphene oxide oxidation increasing, the specific capacity of GO/PDDA/PMo will also increase. However, with the oxidation rate increasing, the conductivity of the graphene oxide reduced, result in a lower overall conductivity of composite materials which inhibits the specific capacity of PMo and electrochemical properties of GO/PDDA/PMo film electrodes up to certain degree and start decreasing.

Key Words: Graphene oxide; GO/PDDA/PMo films; Oxidation degree; specific capacity；

目录

摘 要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1超级电容器 1

1.2 GO超级电容器 2

1.3 杂多酸(POMS) 2

1.4.1 Keggin型POMs(PMo，磷钼酸） 2

1.4.2 PDDA 3

第二章 实验部分 3

2.1不同氧化程度的GO/PDDA/PMo薄膜的制备 3

2.2 氧化石墨烯的制备 3

2.2.1 Hummers法介绍 4

2.2.2 传统的Hummers法制备氧化石墨烯 4

2.2.3 改进的Hummers法制备氧化石墨烯 5

2.3 不同氧化程度石墨烯的制备 5

2.4 不同GO氧化程度GO/PDDA/PMo薄膜的制备 5

第三章 结果与讨论 6

3.1 分析与测试 6

3.1.1 XRD表征 6

3.1.2 红外分析 7

3.1.3 电化学分析 8

3.1.4 比容量的计算 10

3.2 结论 11

参考文献 12

致谢 13

第一章 绪论

我们对石墨烯的研究已经有60多年，在描述各种碳基材料的性质的时候，通常都是用石墨烯来举例。石墨烯被公认为是作为超级电容器的理想材料[3、4]。但是其实际比容量与理想比容量相差太多，所以对石墨烯的改性来提高比容量十分重要。

1.1 超级电容器

由于工业的快速发展和人口急剧增加，我们对能源的需求也越来越大，但是煤气、天然气、石油这些不可再生能源储量有限，为了防止能源危机，进行可持续发展，二次能源得到了重视。如果要有效、充分的使用二次能源，则需要新型的储能元件。超级电容器作为一个具有高功率密度、高循环性能而得到重视。超级电容器又称为电化学电容器，是新开发的一种储能元件，它具有充电时间短、温度特性好、节能绿色、寿命长的特点，受到了广泛的关注^[5-8]。

图1-1 超级电容器储能系统

1.2 GO超级电容器

Go超级电容器是由GO材料做成的超级电容器的统称。GO具有独特的二维结构，它的物理特性也是固定不变，列如导电性高、表面积大，所以超级电容器的应用中GO具有极大的潜力。和传统的一些电极材料相比较，GO材料在储能和释放方面有一些优秀的特征和机制。

传统的超级电容器体积大，无法在微型设备上应用。利用GO材料制造而成的超级电容器非常的小巧纤薄，一个单一的GO超级电容器可以存储的电量和一个单位的电池几乎相同。

GO是一个拥有很高的电池密度的材料，它相比普多的电池来看，可以存储更多的电子。因为我们可以在未来将其运到到我们的智能手机、笔记本电脑等等之中。这种超级电容的应用可以让电脑变得更薄，手机变得更小，续航更久，并且充电速度也会大大增加。

1.3 杂多酸（POMs）

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