Корнилов Денис Юрьевич Оксид графена – новый электродный наноматериал для химических источников тока

brief description

Корнилов Денис Юрьевич Оксид графена новый электродный наноматериал для химических источников тока

ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

доктор наук Корнилов Денис Юрьевич

Введение

ГЛАВА 1 СИНТЕЗ, СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, ПРИМЕНЕНИЕ ОКСИДА ГРАФЕНА

1.1 История открытия оксида графена

1.2 Строение и структура оксида графена

1.3 Состав оксида графена

1.4 Получение оксида графена

1.4.1 Интеркаляция графита

1.4.2 Получение оксида графита

1.4.3 Ультразвуковое диспергирование оксида графита

1.5 Механизмы восстановления оксида графена

1.5.1 Термическое восстановление

1.5.2 СВЧ и фототермическое восстановление

1.5.3 Электрохимическое восстановление

1.5.4 Химическое восстановление

1.6 Применение оксида графена

1.7 Выводы

ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Методика получения дисперсии оксида графена

2.2 Методика получения высококонцентрированной дисперсии оксида графена

2.3 Метод кислотно-основного титрования по Боэму

2.4 Определение пористости аэрогелей

2.5 Спектроскопия комбинационного рассеяния света (КРС)

2.6 Оптическая микроскопия (ОМ)

2.7 Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ)

2.8 Методика измерения электропроводности тонкопленочных образцов

2.9 Рентгенофазовый анализ (РФА)

2.10 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС)

2.11 СНШ-анализ

2.12 Энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия (EDX)

2.13 Термогравиметрический анализ (ТГА)

2.14 Измерение площади поверхности и пористости методом капиллярной конденсации азота (метод ВЕТ)

2.15 Профилометрия

2.16 Электрохимические методы исследования

2.17 Методика получения катодного материала ЛИА

2.18 Методика изготовления катодов и анодов ЛИА

2.19 Методика изготовления литиевого противоэлектрода и литиевого электрода сравнения

2.20 Методика сборки электрохимической ячейки

ГЛАВА 3 ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ОКИСЛЕНИЯ НА СТРУКТУРУ СВЯЗЕЙ ОКСИДА ГРАФЕНА

3.1 Результаты исследования методом РФА

3.2 Результаты исследования методом КРС

3.3 Результаты исследования методом РФЭС

3.4 Результаты исследования методом кислотно-основного титрования по Боэму

3.5 Результаты исследования методом CHNS-анализа

3.6 Результаты исследования методом ТГА и ИК

3.7 Выводы

ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО -ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПЛЕНОК ИЗ ОКСИДА ГРАФЕНА ПОЛУЧЕННЫХ РАЗЛИЧНЫМИ СПОСОБАМИ И ИХ ИЗМЕНЕНИЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ПОЛУЧЕНИЯ И ОБРАБОТКИ

4.1 Пленки, полученные методом spin coating

4.1.1 Методика получения пленок оксида графена методом spin coating

4.1.2 Влияние восстанавливающих агентов и условий восстановления на удельное поверхностное электрическое сопротивление пленок оксида графена

4.1.3 Выводы

4.2 Пленки, полученные методом dip coating

4.2.1 Методика получения пленок оксида графена методом dip coating

4.2.2 Влияние температуры термического восстановления на структуру и электрофизические свойства пленок оксида графена

4.2.3 Выводы

4.3 Пленки, полученные на поверхности водной дисперсии оксида графена

4.3.1 Методика получения пленок направленным нагревом поверхности дисперсии оксида графена

4.3.2 Исследование свойств пленок, полученных направленным нагревом поверхности дисперсии оксида графена

4.3.3 Выводы

4.4 Гетероструктурные пленки ОГ/А1/ОГ

4.4.1 Оценка возможности создания наногетероструктурных пленок ОГМ1/ОГ

4.4.2 Выводы

ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ СИНТЕЗА 3D МАТЕРИАЛОВ ИЗ ДИСПЕРСИИ ОКСИДА ГРАФЕНА

5.1 Микросферы, полученные из дисперсии оксида графена

5.1.1 Методика синтеза микросфер из дисперсии оксида графена

5.1.2 Исследование физико-химических свойств полых сфер

5.1.3 Выводы

5.2 Аэрогели, полученные из дисперсии оксида графена

5.2.1 Методика получения аэрогелей из оксида графена

5.2.2 Влияние содержания ОГ в гидрогеле на пористую структуру аэрогелей

5.2.3 Выводы

ГЛАВА 6 ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ОКСИДА ГРАФЕНА В ХИМИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКАХ ТОКА

6.1 Исследование возможности модификации порошкообразного катодного материала литий-ионного аккумулятора состава LiNi0.33Mn0.33Co0.33O2 (NMC) путем нанесения на поверхность частиц покрытия из восстановленного оксида графена

6.1.1 Выводы

6.2 Исследование оксида графена в качестве ингибитора коррозии алюминиевого токовода литий-ионного аккумулятора

6.2.1 Выводы

6.3 Исследование возможности применения полых сфер из восстановленного оксида графена в качестве анодного материала литий-ионного аккумулятора

6.3.1 Выводы

6.4 Исследование возможности использования оксида графена в форме пленки, порошка, аэрогеля в качестве электроактивного материала литиевого химического источника тока

6.4.1 Выводы

6.5 Влияние площади поверхности и толщины слоя аэрогеля на основе оксида графена на электрохимические характеристики

6.5.1 Выводы

6.6 Исследование электрохимического восстановления оксида графена с разным уровнем содержания кислорода

6.6.1 Выводы

6.7 Исследование изменений в оксиде графена при электрохимическом восстановлении

6.7.1 Выводы

ГЛАВА 7 ПРОЦЕСС ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОКСИДА ГРАФЕНА

7.1 Исследование продуктов реакции электрохимического восстановления графена

7.2 Определение предполагаемого процесса электрохимического восстановления оксида графена

7.3 Расчет модели прототипа гальванического элемента электрохимической системы Li|ОГ

7.4 Выводы

Заключение и выводы

Список сокращений и условных обозначений