本文主要研究内容
作者胡冬玲（2019）在《超纳米金刚石/多层石墨烯复合薄膜的电化学应用研究》一文中研究指出：超纳米金刚石/多层石墨烯复合薄膜（UNCD/MLG）是一种新型的碳纳米材料,其构建由大量的片层状石墨烯组成骨架,并有少量sp3杂化的超纳米金刚石颗粒附着于石墨烯上形成填充。碳材料的微观结构和表面状态会显著影响其物理性质和化学性质,进而影响最终的使用性能,其中较为明显的是由于其表面状态及微观结构导致的疏水性会使电容性能较差,极大地影响到其在传统电化学储能方面的应用。本文利用MPCVD法制备生长出不同结构的UNCD/MLG薄膜,首先比较了不同微观结构薄膜的HER催化活性和电容性能,再通过热氧化处理法和电化学阳极氧化法对其进行表面处理,同时比较了两种处理方法对薄膜表面状态的影响,并考察具有不同表面状态的UNCD/MLG薄膜的电容性能变化,所得结果可为UNCD/MLG薄膜在电化学储能和能量转换领域（超级电容器材料和析氢催化材料）的进一步应用研究积累技术和性能数据基础。研究表明:（1）测试不同结构的UNCD/MLG薄膜的HER催化活性,垂直生长的UNCD/MLG薄膜的过电位仅为75 mV,Tafel斜率为43 mV dec-1;而平面生长的UNCD薄膜的过电位为177 mV,Tafel斜率为143 mV dec-1。表明比起平面生长的UNCD薄膜,具有垂直多层片层状的石墨烯结构的UNCD/MLG薄膜具有更好的电化学催化活性。（2）比较不同结构的UNCD/MLG薄膜的电容性能,平面生长的UNCD薄膜比电容值仅为0.10 mF cm-2,而垂直生长的UNCDMLG薄膜具有良好的双电层电容特征,其比电容值为0.34 mF cm-2。但是由于所测原生薄膜是强疏水性,在反应时表面与溶液反应时的反应面积有限,导致薄膜的电容性能相对较差。（3）利用热处理和电化学阳极氧化法对UNCD/MLG薄膜进行表面改性处理,详细分析处理前后UNCD/MLG薄膜的微观结构、表面成分和亲疏水特性。结果表明,经过热处理的UNCD/MLG薄膜表面微观结构被破坏,500℃处理3小时后薄膜表面亲疏水特性发生变化,接触角由141.5°减小到66.7°。而经过电化学氧化处理后的薄膜表面在微观结构未被破坏的同时,薄膜表面状态发生了更加显著的变化:其接触角由起始的141.5°逐渐减小到20°左右,表面由超疏水性变为亲水性,这是由于电化学氧化处理在薄膜表面引入了许多含氧官能团如羟基以及吸附的水分子所致。（4）比较两种不同表面处理技术对薄膜电容性能的影响,热处理后的比电容值由0.34 mF cm-2最大提升至10.7 mF cm-2;而电化学氧化处理后薄膜的比电容值可提升至113.6 mF cm-2,且具有较好的双电层电容特征,电化学阳极氧化处理效果显著优于热处理法。（5）对经不同条件电化学阳极氧化处理的UNCD/MLG薄膜的电化学储能性能进行详细分析,当施加+2.0V的电位且氧化时间在1500 s内,其双电层电容可以得到大幅提升;将未处理和处理1000 s后的UNCD/MLG薄膜组装成对称型两电极超级电容器体系,电容性能检测结果表明未处理的UNCD/MLG薄膜功率密度为42 W kg-1,能量密度为0.041W h kg-1;而处理1000 s后的UNCD/MLG薄膜功率密度提升为2400 W kg-1,能量密度为17.5 W h kg-1。对照其微观结构和表面状态分析结果,这是由于经过氧化处理后大量的含氧官能团被吸附在UNCD/MLG薄膜表面,使其表面的双电层电容反应面积和缺陷位点增加。具有特殊垂直多层片层状石墨烯结构的UNCD/MLG薄膜不仅具有良好的电化学性能,经适当的表面处理还可使其表面状态显著改变并由超疏水性变为亲水性,电容性能优异,是一种潜在的新型电化学储能材料。
Abstract
chao na mi jin gang dan /duo ceng dan mo xi fu ge bao mo （UNCD/MLG）shi yi chong xin xing de tan na mi cai liao ,ji gou jian you da liang de pian ceng zhuang dan mo xi zu cheng gu jia ,bing you shao liang sp3za hua de chao na mi jin gang dan ke li fu zhao yu dan mo xi shang xing cheng tian chong 。tan cai liao de wei guan jie gou he biao mian zhuang tai hui xian zhe ying xiang ji wu li xing zhi he hua xue xing zhi ,jin er ying xiang zui zhong de shi yong xing neng ,ji zhong jiao wei ming xian de shi you yu ji biao mian zhuang tai ji wei guan jie gou dao zhi de shu shui xing hui shi dian rong xing neng jiao cha ,ji da de ying xiang dao ji zai chuan tong dian hua xue chu neng fang mian de ying yong 。ben wen li yong MPCVDfa zhi bei sheng chang chu bu tong jie gou de UNCD/MLGbao mo ,shou xian bi jiao le bu tong wei guan jie gou bao mo de HERcui hua huo xing he dian rong xing neng ,zai tong guo re yang hua chu li fa he dian hua xue yang ji yang hua fa dui ji jin hang biao mian chu li ,tong shi bi jiao le liang chong chu li fang fa dui bao mo biao mian zhuang tai de ying xiang ,bing kao cha ju you bu tong biao mian zhuang tai de UNCD/MLGbao mo de dian rong xing neng bian hua ,suo de jie guo ke wei UNCD/MLGbao mo zai dian hua xue chu neng he neng liang zhuai huan ling yu （chao ji dian rong qi cai liao he xi qing cui hua cai liao ）de jin yi bu ying yong yan jiu ji lei ji shu he xing neng shu ju ji chu 。yan jiu biao ming :（1）ce shi bu tong jie gou de UNCD/MLGbao mo de HERcui hua huo xing ,chui zhi sheng chang de UNCD/MLGbao mo de guo dian wei jin wei 75 mV,Tafelxie lv wei 43 mV dec-1;er ping mian sheng chang de UNCDbao mo de guo dian wei wei 177 mV,Tafelxie lv wei 143 mV dec-1。biao ming bi qi ping mian sheng chang de UNCDbao mo ,ju you chui zhi duo ceng pian ceng zhuang de dan mo xi jie gou de UNCD/MLGbao mo ju you geng hao de dian hua xue cui hua huo xing 。（2）bi jiao bu tong jie gou de UNCD/MLGbao mo de dian rong xing neng ,ping mian sheng chang de UNCDbao mo bi dian rong zhi jin wei 0.10 mF cm-2,er chui zhi sheng chang de UNCDMLGbao mo ju you liang hao de shuang dian ceng dian rong te zheng ,ji bi dian rong zhi wei 0.34 mF cm-2。dan shi you yu suo ce yuan sheng bao mo shi jiang shu shui xing ,zai fan ying shi biao mian yu rong ye fan ying shi de fan ying mian ji you xian ,dao zhi bao mo de dian rong xing neng xiang dui jiao cha 。（3）li yong re chu li he dian hua xue yang ji yang hua fa dui UNCD/MLGbao mo jin hang biao mian gai xing chu li ,xiang xi fen xi chu li qian hou UNCD/MLGbao mo de wei guan jie gou 、biao mian cheng fen he qin shu shui te xing 。jie guo biao ming ,jing guo re chu li de UNCD/MLGbao mo biao mian wei guan jie gou bei po huai ,500℃chu li 3xiao shi hou bao mo biao mian qin shu shui te xing fa sheng bian hua ,jie chu jiao you 141.5°jian xiao dao 66.7°。er jing guo dian hua xue yang hua chu li hou de bao mo biao mian zai wei guan jie gou wei bei po huai de tong shi ,bao mo biao mian zhuang tai fa sheng le geng jia xian zhe de bian hua :ji jie chu jiao you qi shi de 141.5°zhu jian jian xiao dao 20°zuo you ,biao mian you chao shu shui xing bian wei qin shui xing ,zhe shi you yu dian hua xue yang hua chu li zai bao mo biao mian yin ru le hu duo han yang guan neng tuan ru qiang ji yi ji xi fu de shui fen zi suo zhi 。（4）bi jiao liang chong bu tong biao mian chu li ji shu dui bao mo dian rong xing neng de ying xiang ,re chu li hou de bi dian rong zhi you 0.34 mF cm-2zui da di sheng zhi 10.7 mF cm-2;er dian hua xue yang hua chu li hou bao mo de bi dian rong zhi ke di sheng zhi 113.6 mF cm-2,ju ju you jiao hao de shuang dian ceng dian rong te zheng ,dian hua xue yang ji yang hua chu li xiao guo xian zhe you yu re chu li fa 。（5）dui jing bu tong tiao jian dian hua xue yang ji yang hua chu li de UNCD/MLGbao mo de dian hua xue chu neng xing neng jin hang xiang xi fen xi ,dang shi jia +2.0Vde dian wei ju yang hua shi jian zai 1500 snei ,ji shuang dian ceng dian rong ke yi de dao da fu di sheng ;jiang wei chu li he chu li 1000 shou de UNCD/MLGbao mo zu zhuang cheng dui chen xing liang dian ji chao ji dian rong qi ti ji ,dian rong xing neng jian ce jie guo biao ming wei chu li de UNCD/MLGbao mo gong lv mi du wei 42 W kg-1,neng liang mi du wei 0.041W h kg-1;er chu li 1000 shou de UNCD/MLGbao mo gong lv mi du di sheng wei 2400 W kg-1,neng liang mi du wei 17.5 W h kg-1。dui zhao ji wei guan jie gou he biao mian zhuang tai fen xi jie guo ,zhe shi you yu jing guo yang hua chu li hou da liang de han yang guan neng tuan bei xi fu zai UNCD/MLGbao mo biao mian ,shi ji biao mian de shuang dian ceng dian rong fan ying mian ji he que xian wei dian zeng jia 。ju you te shu chui zhi duo ceng pian ceng zhuang dan mo xi jie gou de UNCD/MLGbao mo bu jin ju you liang hao de dian hua xue xing neng ,jing kuo dang de biao mian chu li hai ke shi ji biao mian zhuang tai xian zhe gai bian bing you chao shu shui xing bian wei qin shui xing ,dian rong xing neng you yi ,shi yi chong qian zai de xin xing dian hua xue chu neng cai liao 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自西南科技大学的胡冬玲，发表于刊物西南科技大学2019-09-02论文，是一篇关于电化学阳极氧化论文,双电层电容论文,活性论文,西南科技大学2019-09-02论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自西南科技大学2019-09-02论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：电化学阳极氧化论文; 双电层电容论文; 活性论文; 西南科技大学2019-09-02论文;