1.12 结构及性质

完美的石墨烯是由单层碳原子按六边形晶格整齐排布成的碳材料，其结构非常稳定。石墨烯(graphene，GN)自2004年被发现以来，由于其独特的结构与性能，使其迅速成为国际新材料领域研究的焦点[4]。GN是由单原子层的碳原子经过sp2杂化形成的二维原子晶体，这种特殊结构蕴含了丰富而新奇的物理现象，使GN表现出许多优异的性质。例如，GN的强度是已知材料中最高的[5]，达130GPa，是钢的100多倍；其载流子迁移率达15000cm2/(V·S)[6]。是目前已知的具有最高迁移率的锑化铟材料的两倍，超过商用硅片迁移率的l0倍以上；其热导率可达5000W/(m·K)[7]，是金刚石的3倍；其理论比表面积高达2630m2/g[8]。                                                          

1.1.3  石墨烯的用途

由于石墨烯具有许多优异的性能，尤其是石墨烯还具有室温量子霍尔效应及铁磁性等特殊性质。这些性质使石墨烯在诸多领域都有着潜在的应用，如场效应晶体管、太阳能电池、锂离子电池、超级电容器、传感器、复合材料、催化剂、吸附等[9]方面。

1.1.4  石墨烯的制备方法

石墨烯的出现吸引了人们对其研究的兴趣，到目前为止，制备石墨烯的方法有：1、机械剥离法；2、化学气相沉积法；3、溶剂剥离法；4、溶剂热法；5、氧化石墨还原法；6、有机合成法；7、晶体外延生长法等等。本实验采用的是氧化石墨还原法来制备石墨烯。文献综述

1.2  Ni(OH)2的简介

1.2.1  Ni(OH)2的应用

虽然以RuO2为主的贵重金属氧化物作为电极的电容器已经广泛运用于军事以及航天领域，但是其昂贵的价格限制了其更加广泛的应用。目前的研究主要集中在寻求某些廉价、同时具有一定准法拉第电容的过渡金属来提高活性炭比电容上，从而为金属利用提供一条新途径，这些金属氧化物包括 MnO2, MoO3等，而镍的化合物如 NiO，Ni(OH)2[10]等因其成本低、制备方法简单等优点已经受到广大研究者关注。而Ni(OH)2 与活性碳复合材料组成对称型和非对称型电化学电容器，可以获得较高的比能量性能[11]。

1.2.2 Ni(OH)2的合成方法

     目前，随着科学家们对Ni(OH)2不断的深入研究，现在主要有三大类方式来合成Ni(OH)2：水溶液中直接生成法，高压水解法和电解法[12-13]。

（1）水溶液中直接生成法

 通常制备Ni(OH)2均由镍盐和碱直接反应得到Ni(OH)2，即Ni2+ + 2OH- =Ni(OH)2。但是x射线衍射结果表明，碱性条件下生成的Ni(OH)2结构完整，碱性偏低，中性或弱酸条件下生成的Ni(OH)2有较多的晶格缺陷，但活性较高。因此，用此方法制备Ni(OH)2需要合适的反应物浓度和pH，反应温度一般控制在 40℃-50℃为宜，烘干过程对Ni(OH)2堆积密度有一定影响。

（2）高压水解法

   直接将金属Ni粉置于高压釜中,在催化剂存在下通入O2和水反应形成球形Ni(OH)2转 化率可达99.99以上。反应如下 ：

                           Ni+ 1/2O2+ H2O =Ni(OH)2

  反应温度控制在 50℃-300℃。这种方法制得的Ni(OH)2产品纯度高。无副产物。但设备要求高，生产成本相对较高。

  （3）电解法来!自~751论-文|网www.751com.cn

   原理:  NO3- + 6H2O + 8e —NH3  + 9OH-

          Ni2+ +  2OH-  一  Ni(OH)2

   利用恒流阴极极化和恒电位阳极电沉积法将Ni(OH)2沉积到Ni基体上，电化学沉积得到 水合α-Ni(OH)2，吸附水嵌入到α-Ni(OH)2晶格中。 氮掺杂石墨烯—Ni(OH)2复合材料的制备及其表征(2):http://www.751com.cn/huaxue/lunwen_76343.html