● 摘要
石墨烯负载金属及其化合物纳米粒子的制备和研究是近年来纳米材料科学中一个非常活跃的领域,本论文主要围绕表面金属纳米粒子改性石墨烯的制备及性能进行研究。通过形貌及物理化学结构表征,改进了石墨烯负载不同金属的制备工艺参数,探讨了化学镀法对石墨烯表面沉积金属改性的反应机理及影响因素;通过测试不同改性石墨烯的电导率、磁滞回线、电磁参数、循环伏安曲线和计时安培曲线,分析了Pd-RGO的电化学催化性能,Ni-RGO的电磁性能,Pd-Co/RGO的电化学催化性能和静态、动态的电磁性能。
实验结果表明:化学镀法制备表面金属改性石墨烯能在还原氧化石墨烯的同时达到均一的镀覆效果,通过改变初始配方浓度可以调控产物中的金属含量、粒子尺寸及晶体结构。Pd-RGO 中Pd纳米粒子平均粒径为9.19 nm,Pd与RGO的相互作用避免了金属的粒子的团聚和石墨烯的再堆垛,具有大量均匀密布的活化中心点,是性能优异的纳米级催化剂。沉积在石墨烯上的Ni纳米粒子赋予了石墨烯良好的软磁性,Ni-RGO的高频复介电常数有显著提高,复磁导率在波动中也有所提升,有望成为新一代高性能纳米级电磁屏蔽材料。Pd-Co/RGO不仅能保持较高电化学活性,其电化学稳定性也得到显著提高,同时Pd-Co/RGO还具有更为优异的静态磁性能和室温电导率,这种多功能纳米材料具有广阔的应用前景,有望在燃料电池电极材料、磁分离材料、电磁屏蔽复合材料中使其优异性能得到充分发挥。
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