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  本文關(guān)鍵詞：氧化石墨及其聚合物納米復(fù)合材料的制備及表征，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《復(fù)旦大學(xué)》 2010年

氧化石墨烯/聚合物納米復(fù)合材料的制備與表征

王曉燕  

【摘要】： 石墨烯是具有單原子厚度的碳原子層,C-C之間通過共價(jià)鍵相連接,它可以包裹形成零維的富勒烯,卷曲形成一維的碳納米管,也可以疊加形成三維的石墨。石墨烯的出現(xiàn)改變了人們對(duì)二維物質(zhì)在常溫下無法存在的觀點(diǎn),它在電學(xué)、力學(xué)以及熱學(xué)等方面都表現(xiàn)出優(yōu)異的性能,從而引起人們廣泛的關(guān)注,并在晶體管、納米電子器件以及新型高性能電池等方面具有廣泛的應(yīng)用。本文通過超聲分散方法制備了具有單層結(jié)構(gòu)的氧化石墨烯,并分別與聚乙烯醇和殼聚糖通過物理化學(xué)相互作用制備出性能良好的納米復(fù)合材料。 (1)對(duì)比熱解膨脹和超聲分散兩種制備氧化石墨烯的方法。結(jié)果表明,熱解氧化石墨后不能完全實(shí)現(xiàn)單層的剝離,片層中仍存在大量多片層結(jié)構(gòu),且得到的膨脹石墨中化學(xué)活性基團(tuán)大大減少,限制了其在高分子復(fù)合材料中的應(yīng)用；而超聲剝離后則能夠在不破壞其化學(xué)活性的基礎(chǔ)上,大量制備出剝離比較完全的單片層氧化石墨烯,拓寬了石墨烯在復(fù)合材料中的應(yīng)用。 (2)通過層層自組裝方法制備聚乙烯醇／氧化石墨烯納米復(fù)合超薄膜。聚乙烯醇和氧化石墨烯通過氫鍵相結(jié)合,XRD和UV結(jié)果均表明,GO在溶液中分散良好,并能與聚乙烯醇之間發(fā)生層層吸附,按照一定的結(jié)構(gòu)構(gòu)筑單元表現(xiàn)出規(guī)律性變化,實(shí)現(xiàn)了氧化石墨烯在聚乙烯醇基體中的高度取向,成功獲得了(PVA/GO)n納米復(fù)合超薄膜。 (3)通過溶液共混法制備了殼聚糖／氧化石墨烯的納米復(fù)合材料。TEM以及拉伸測(cè)試等結(jié)果均表明,氧化石墨烯納米粒子在殼聚糖基體中能夠分散良好,且氧化石墨烯的加入能夠使殼聚糖納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和模量顯著提高,但另一方面,卻也使復(fù)合材料的斷裂伸長(zhǎng)率或韌性下降。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：復(fù)旦大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TB383.1
【目錄】：

摘要4-5

Abstract5-6

第一章 緒論6-26

1.1 前言6-7

1.2 石墨烯和氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)7-10

1.2.1 石墨烯—碳質(zhì)材料的基本單元7-9

1.2.2 氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)9-10

1.3 石墨烯的性質(zhì)10-12

1.3.1 電學(xué)性質(zhì)10-12

1.3.2 力學(xué)性質(zhì)12

1.4 石墨烯的制備12-17

1.4.1 微機(jī)械剝離法12-13

1.4.2 加熱SiC法13

1.4.3 取向附生法13-14

1.4.4 化學(xué)氣相沉積法14

1.4.5 化學(xué)剝離法14-17

1.5 石墨烯的應(yīng)用17-19

1.5.1 納米電子器件17-18

1.5.2 碳晶體管18

1.5.3 石墨烯納米復(fù)合材料18-19

1.6 本論文的研究主題及創(chuàng)新性19-20

參考文獻(xiàn)20-26

第二章 石墨烯的制備與表征26-43

2.1 前言26-28

2.2 實(shí)驗(yàn)部分28-30

2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料28

2.2.2 氧化石墨烯和石墨烯的制備28-29

2.2.3 實(shí)驗(yàn)儀器29-30

2.3 結(jié)果與討論30-39

2.3.1 XRD結(jié)果30-32

2.3.2 紅外光譜結(jié)果32-33

2.3.3 氧化石墨烯的形貌分析33-37

2.3.4 熱穩(wěn)定性能分析37-38

2.3.5 光學(xué)性能分析38-39

2.4 本章小結(jié)39-40

參考文獻(xiàn)40-43

第三章 聚乙烯醇/氧化石墨烯自組裝納米超薄膜的制備與表征43-56

3.1 前言43-45

3.2 實(shí)驗(yàn)部分45-47

3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料45

3.2.2 自組裝膜的制備45-46

3.2.3 實(shí)驗(yàn)儀器46-47

3.3 結(jié)果與討論47-51

3.3.1 氧化石墨烯的形貌表征47-49

3.3.2 自組裝薄膜的光譜分析49-50

3.3.3 自組裝薄膜的XRD分析50-51

3.4 本章小結(jié)51-52

參考文獻(xiàn)52-56

第四章 氧化石墨烯/殼聚糖納米復(fù)合材料的制備與表征56-71

4.1 前言56-58

4.2 實(shí)驗(yàn)部分58-60

4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料58-59

4.2.2 材料制備59

4.2.3 實(shí)驗(yàn)儀器59-60

4.3 結(jié)果與討論60-65

4.3.1 氧化石墨烯的形貌以及在殼聚糖納米復(fù)合材料中的分散形態(tài)60-61

4.3.2 XRD結(jié)果分析61-62

4.3.3 力學(xué)性能62-64

4.3.4 拉伸斷面形貌分析64-65

4.4 本章小結(jié)65-67

參考文獻(xiàn)67-71

第五章 全文總結(jié)71-72

攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表和提交的論文情況72-73

致謝73-74

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