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原位聚合氮化碳-石墨烯纳米复合材料及其性能研究

时间:2019-03-30 14:57来源:毕业论文
将g-C3N4-rGO作为锂离子电池负极材料,在100 mA•g-1的电流密度下进行50次循环后,可逆充放电容量达到1525 mA•h•g-1;即使在1000 mA•g-1的大电流密度下,仍有943 mA•h•g-1的可逆容量

摘要本文利用二氰二胺(C2H4N4)与氧化石墨烯(GO)通过原位聚合反应,制备了不同配比的共价键键合的氮化碳-石墨烯纳米复合材料,并对其进行了结构与形貌的表征,在此基础上研究了该复合材料的形成机理:
首先GO上的环氧基团与C2H4N4发生亲核取代反应,形成通过C-N共价键连接的C2H4N4-GO化合物,在高温下C2H4N4原位聚合形成g-C3N4,GO也发生热还原,从而形成共价键合的g-C3N4-rGO。33996
将g-C3N4-rGO作为锂离子电池负极材料,在100 mA•g-1的电流密度下进行50次循环后,可逆充放电容量达到1525 mA•h•g-1;即使在1000 mA•g-1的大电流密度下,仍有943 mA•h•g-1的可逆容量。
此外,利用水热法制得铁酸镍/石墨烯/氮化碳三元纳米复合材料,为进一步深入探索氮化碳-石墨烯复合材料体系奠定了基础。
关键词  氮化碳  石墨烯  协同效应  锂离子电池
毕业论文设计说明书外文摘要
Title  Study on preparation and properties of carbon nitride/  graphene nanocomposite by in situ polymerization     
Abstract
In this paper, the covalently coupled hybrid of graphitic carbon nitride (g-C3N4) with reduced graphene oxide (rGO) with differing g-C3N4/rGO ratio was prepared via in situ polymerization approach. Based on the analysis of the structure and morphology of the composites, the formation mechanism can be explained:
The epoxy groups of graphene oxide (GO) undergo a nucleophilic substitution reaction with dicyandiamide (C2H4N4) to form the C2H4N4-GO composite via covalent C-N bond, then both the in situ polymerization of C2H4N4 and thermal reduction of GO can be achieved at higher temperatures, forming the covalently coupled g-C3N4-rGO. 源自$六l维,论:文w网)加7位QQ3249^114 www.lwfree.cn
The lithium-storage performance of g-C3N4-rGO as the anode material for lithium-ion batteries has been studied. The g-C3N4-rGO exhibits an unprecedented high, stable and reversible capacity of 1525 mA•h•g-1 at a current density of 100 mA•g-1 after 50 cycles. Even at a large current density of 1000 mA•g-1, a reversible capacity of 943 mA•h•g-1 can still be retained.
Besides, nickel ferrite/graphite/carbon nitride nanocomposites have been prepared by hydrothermal method and characterized.
Keywords  carbon nitride  graphene  concerted effects  lithium-ion batteries
目  次
1  引言    1
1.1  石墨烯概述    1
1.1.1  石墨烯的制备方法    2
1.1.2  原位聚合法制备石墨烯/聚合物复合材料    2
1.2  氮化碳概述    3
1.2.1  氮化碳的制备方法    4
1.3  锂离子电池简介    4
1.3.1  锂离子电池的结构和工作原理    4
1.3.2  锂离子电池负极材料    5
1.4  本文的研究思路和内容    6
2  氮化碳-石墨烯纳米复合材料的制备    8
2.1  实验药品    8
2.2  测试仪器    8
2.3  实验制备方法    9
2.3.1  氮化碳的制备    9
2.3.2  氮化碳-石墨烯二元纳米复合材料的制备    9
2.3.3  铁酸镍/石墨烯/氮化碳三元纳米复合材料的制备    9
2.3.4  锂离子电池的组装    10
3  氮化碳-石墨烯纳米复合材料的表征与储锂性能研究    11
3.1  氮化碳-石墨烯纳米复合材料的结构与形貌    11 源自$六l维,论:文w网)加7位QQ3249^114 www.lwfree.cn
3.1.1  红外分析    11
3.1.2  核磁共振分析    12
3.1.3  X射线衍射光谱分析    13 原位聚合氮化碳-石墨烯纳米复合材料及其性能研究:http://www.lwfree.cn/huaxue/20190330/31347.html
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