摘  要：普通二维石墨烯不仅拥有高导电率另外还具有高导热率的特性，其可在一定条件下通过自组装构成具有一定独特三维构造的石墨烯组装体即具有三维结构的石墨烯。三维石墨烯的独特结构赋予其较之二维石墨烯更加非凡的性质，比如较高的柔韧性，较高的孔隙度，非常高的比表面积等。当下制备三维石墨烯的重要方式有四种：1.水热还原法；2.化学还原法；3.化学气相沉积法；4.电化学还原法。本文采取用硫化钠进行化学还原法水热还原法制备出三维石墨烯，并对试样进行了循环伏安测试和电导率测试，以及恒电流充放电测试，研究图像发现采用化学还原法制备的样品比以水热法得到的样品的性能更为优异。其优良的特性主要表现在具有高比电容，高还原度、高电导率、破损更少，在更大的功率范围内具有耐受度。

关键词：三维石墨烯；比电容；化学还原法；水热还原法

Preparation and Capacitance of Three-Dimensional Graphene.

Abstract: Two dimensional graphene with high electrical conductivity and high thermal conductivity can be self-assembled to form a three-dimensional graphene. The special three-dimensional structure of graphene possesses the unique properties, such as flexibility, porosity and high specific surface area. Up to now, the main methods of preparing 3D graphene are hydrothermal reduction method, chemical reduction method, chemical vapor deposition method, electrochemical reduction method, etc. In this paper, we got the 3D graphene by the hydrothermal reduction method and the chemical reduction method. The performance of the 3D graphene in the cyclic voltammetry and the constant current charge discharge test was studied. The 3D graphene which was prepared by chemical reduction self-assembled method was proved to have a better performance than prepared by hydrothermal reduction method. Its excellent properties are mainly characterized by high reduction, high electrical conductivity, less damage and tolerance in a larger power range.

Key Words: Three dimensional graphene; Specific capacitance; Chemical reduction;Hydrothermal reduction.

目    录

摘  要 1

引  言 1

1 实验部分 3

1.1 仪器与试剂 3

1.2 实验方法 4

2 结果与讨论 4

2.1 XRD测试 4

2.2 循环伏安测试 5

2.3 恒电流充放电测试 6

2.4 电导率测试 7

3 结  论 7

参考文献 7

致  谢 9

三维石墨烯的制备及其电容性能研究

引 言

石墨烯是在2004年由Gein和Konstantinno Novoselov采用一种简单的机械剥离法至得[1]，从它第一次进去人类视野到现在，凭借着其独特而神奇的的特性它吸引了不计其数的科学研究人员。时至今日经过不断革新，制备石墨烯的方法已经多种多样，主要有水热自组装法[2]，化学还原自组装法[3]，化学气相沉积法[4],电化学还原法[5]。

之所以开篇既书石墨烯是因为当前社会与经济所面临的能源与环境保护不相适应、协调的矛盾，为使问题清晰展现，对能源，环境，社会，经济的关系进行一定篇幅的论述是很有必要的。

人类所处文明程度可从当时社会大规模采用什么能源形式上窥见，从蒸汽机到内燃机，新的大机器的出现需要人们寻找新的能源形式（第一次工业的能源核心是煤炭，第二次工业的能源核心是石油）这就促使人们开始大量使用化石燃料[6]，这极大的提升了人类生产力，加速世界范围的工业化进度，使得人类社会朝着现代化快速前进。但是作为不可再生的石化燃料经过对其百年漫长的开发和利用，以使其在可以预期的将来消之贻尽。各种事实、观点、理论告诉我们，能源问题将会进一步成为制约世界经济发现的“瓶颈”[7]，并且在化石燃料的使用过程中常常伴随着大量废气，废渣的排放，而这些环境污染物日益成为威胁人类生存的存在。故而开发能够做到环境友好，具有可持续发展能力的能源形式是保持经济和社会生产持续、健康、绿色、和谐发展的重要基础[8]，其对于国家和民族命运以及社会前程的作用是不言自明的。