發(fā)布時間：2021-01-22 21:22

　　碳納米管是具有特殊結(jié)構(gòu)（管狀、長徑比大）的一維量子材料，具有優(yōu)異的電學、濕敏等特性，廣泛應用在眾多領(lǐng)域，但其在聚合物體系中分散性很差。氧化石墨烯（GO）是以碳原子緊密堆積形成二維蜂窩狀點陣結(jié)構(gòu)，具有良好的分散性和親水性，其導電性卻欠佳。若將兩種材料有效地復合，可以制備出分散性、導電性良好的濕敏材料。本論文主要研究了化學修飾的多壁碳納米管（o-MWCNTs）與氧化石墨烯（GO）復合材料的制備與表征，及其在濕度傳感器中的應用。根據(jù)“納微米結(jié)構(gòu)”和“復合”的設計特點，利用溶液共混法制備出o-MWCNTs/GO/RTV復合薄膜，并借助于紅外吸收光譜（FT-IR）、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）和X射線衍射儀（XRD）等分析手段分別對化學修飾的MWCNTs、GO及o-MWCNTs/GO復合材料進行表征，并對所制備的不同種類的復合薄膜進行了濕敏特性測試，同時對基于o-MWCNTs/GO/RTV的復合薄膜的濕敏機理進行了探討。實驗結(jié)果表明：利用混酸化學修飾碳納米管，碳納米管端口打開，側(cè)壁和開端處產(chǎn)生羧基和羥基等官能團，有利于水分子的吸附，同時也有利于與GO表面的基團作用，形成三維... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學黑龍江省

【文章頁數(shù)】：51 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

碳納米管結(jié)構(gòu)示意圖

圖 1-2 氧化石墨烯結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1-2 The diagrammatic sketch of graphene oxide structure化石墨烯的制備方法石墨烯的化學制備方法很多，如 Brodie 法[13]，Staudenmaies 法[15]等。其中以 Hummers 法應用較為廣泛。Hummers 法采用鈉和高錳酸鉀作氧化劑。言之，氧化石墨烯制備機理是石墨與濃硫酸、硝酸鈉和高錳酸氧化作用下石墨層內(nèi)π鍵斷裂，這是由于石墨片層間被引入的形成 C-O 鍵所致，這也形成了多種含氧基團，這些基團結(jié)合石子，從而減弱石墨層間的范德華力，增大石墨層間距，再加以化石墨烯。但 Hummers 法氧化過程中會釋放出氮氧化物，這些成一定程度的污染。避免污染情況，Daniela C. Marcano[16]等對 Hummers 方法進行墨，采用濃硫酸和磷酸的混合酸氧化，再利用高錳酸鉀氧化超烯。

Fig. 2-1 The flow path of sample preparation2.2.4 濕敏元件的制作濕敏元件(如圖2-2)的具體制作如下：圖 2-2 濕敏元件結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 2-2 The sketch of humidity sensor structure(1)電極清洗 選用以 Al2O3陶瓷襯底(10mm×8mm×0.5mm)，其上絲網(wǎng)印刷 Au的叉指電極。將叉指電極置于無水乙醇中超聲清洗10min，再將叉指電極置于去離子水中超聲清洗10 min，干燥待用。(2)敏感膜涂覆 使用滴管吸取一定量 o-MWCNTs/GO/RTV 復合薄膜的漿料，混合溶液RTVo-MWCNTs/GO/RTV混合溶液含四氫呋喃的復合薄膜o-MWCNTs/GO/RTV 復合薄膜超聲超聲 1h正硅酸乙酯二月桂酸二丁基錫旋涂鋪膜叉指電極室溫蒸發(fā)o-MWCNTs

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2993926