發(fā)布時(shí)間：2018-02-06 03:53

  本文關(guān)鍵詞： 石墨烯 高分子 共價(jià)修飾 非共價(jià)修飾 分散性　出處：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：二維晶體石墨烯自被發(fā)現(xiàn)以來一直是碳材料研究的熱點(diǎn),加上其出色的電學(xué)、熱力學(xué)、機(jī)械性能更為各類材料的研究帶來新突破,但由于石墨烯片層間的π-π相互作用使石墨烯易于在溶劑中聚沉,不利于分散,這樣也給石墨烯在各方面的應(yīng)用帶來不小限制。本研究以石墨烯為研究對(duì)象,利用其共軛結(jié)構(gòu)的特征,采用非共價(jià)和共價(jià)的方法對(duì)石墨烯進(jìn)行功能化修飾,制得了幾種不同的高分子石墨烯復(fù)合材料,使石墨烯在溶劑中的分散性能得到有效改善,為石墨烯的修飾進(jìn)行了新的嘗試。1、殼聚糖-石墨烯復(fù)合材料的制備、表征及性能研究以殼聚糖和氧化石墨烯為原料,選用四種分子量的殼聚糖分別與石墨烯通過靜電引力作用發(fā)生非共價(jià)復(fù)合,超聲離心后得到了四種復(fù)合物3 kDa CS-rGO、5kDa CS-rGO、10 kDa CS-rGO和200 kDa CS-rGO。通過FT-IR、TG、紫外、拉曼等手段對(duì)復(fù)合材料的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征,證明殼聚糖與石墨烯發(fā)生有效復(fù)合。FT-IR表征結(jié)果顯示在引入石墨烯共軛體系后,復(fù)合材料中存在吸收峰波數(shù)減小的情況,根據(jù)XRD結(jié)果計(jì)算得復(fù)合后石墨烯片層面間距明顯增大,在TEM和FE-SEM電鏡圖中也明顯觀察到石墨烯的特征結(jié)構(gòu)。復(fù)合材料在pH 1.0~4.0范圍內(nèi),均有較好分散性,pH 2.0時(shí),四種復(fù)合物的分散性達(dá)到最好效果。隨著pH值增加,復(fù)合材料分散性降低,有一定pH敏感性。在藥物緩釋性能測(cè)試中,以阿霉素為原料藥,采用動(dòng)態(tài)透析法測(cè)得不同時(shí)間點(diǎn)各個(gè)殼聚糖和復(fù)合材料的藥物體外釋放量,由此來評(píng)價(jià)不同載體的藥物緩釋性能。殼聚糖中3 k Da CS的緩釋效果最好,復(fù)合材料中3 kDa CS-rGO的緩釋性能最好,200 kDa CS在復(fù)合石墨烯前后藥物緩釋性能提高最大。2、殼聚糖離子液體衍生物-石墨烯復(fù)合材料的制備、表征及性能研究本章節(jié)中,利用咪唑離子液體與殼聚糖制得了溴化物鍵連殼聚糖離子液體衍生物,隨即用于修飾石墨烯,得到殼聚糖離子液體衍生物-石墨烯復(fù)合材料CILCrGO。通過FT-IR、TG、紫外、XRD等技術(shù),對(duì)所得復(fù)合材料進(jìn)行了表征。FTIR和紫外表征證實(shí)在反應(yīng)過程中,原料氧化石墨烯被還原,且復(fù)合材料中保持了CILC的原有官能團(tuán),通過TG表征也可求算出復(fù)合材料中rGO的含量。殼聚糖衍生物的烷基鏈長(zhǎng)度發(fā)生改變時(shí),得到的殼聚糖衍生物的吸水能力以及吸水后的狀態(tài)不同,分為水溶液和水凝膠狀態(tài)。在與石墨烯復(fù)合后,復(fù)合材料在水中均有良好分散性。在同樣碳鏈長(zhǎng)度的情況下,不同接枝率的殼聚糖衍生物與石墨烯的產(chǎn)物分散性能也不盡相同,48%1,6-CILC-rGO的最大分散程度更大。對(duì)各個(gè)樣品的藥物緩釋性能也進(jìn)行了相應(yīng)探究。3、非共價(jià)咔唑基共軛高分子-石墨烯復(fù)合材料的制備、表征及分散性能本章節(jié)設(shè)計(jì)制備了三種結(jié)構(gòu)單元不同的咔唑基共軛高分子(P1、P2、P3),分別非共價(jià)鍵修飾石墨烯制得三種產(chǎn)物P1-rGO、P2-rGO和P3-rGO。通過多種手段對(duì)所得材料進(jìn)行了表征。根據(jù)TG表征計(jì)算得復(fù)合材料中rGO的含量可以判斷三種間隔基團(tuán)的高分子修飾石墨烯的能力,紫外結(jié)果表明P1-rGO在四氫呋喃中的分散性良好,符合Lambert-Beer定律,TEM中觀察到在不同間隔基團(tuán)的作用下,石墨烯在高分子表面的形態(tài)也不相同。由于三種高分子不同尺寸的間隔基團(tuán),三種復(fù)合材料的分散效果也不同。P1-rGO的分散性最好,可以1.5 mg/mL分散到THF、DMF和DMSO中,說明在三個(gè)共軛高分子中,含四苯乙烯基團(tuán)的P1與石墨烯間復(fù)合作用更強(qiáng),這不僅與其大π共軛體系有關(guān),更與其扭曲的構(gòu)型產(chǎn)生的較大位阻密不可分。通過對(duì)高分子結(jié)構(gòu)的調(diào)控,可得到石墨烯含量不等的復(fù)合材料,這為石墨烯復(fù)合材料的制備提供了一條新思路。4、共價(jià)咔唑基共軛高分子-石墨烯復(fù)合材料的制備、表征及分散性能以咔唑基共軛高分子為原料,利用NaH的強(qiáng)堿作用獲得咔唑氮負(fù)離子高分子中間體的同時(shí),再與石墨烯發(fā)生親核反應(yīng)制得以共價(jià)鍵結(jié)合的咔唑基共軛高分子-石墨烯復(fù)合材料。利用紅外光譜、熒光光譜、紫外可見光譜、XRD、TG、FE-SEM及TEM等對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行了表征。研究結(jié)果表明:咔唑基共軛高分子以C-N鍵的方式鍵連于石墨烯片層上,石墨烯如輕紗般將高分子包裹,并呈現(xiàn)有明顯的褶皺。在高分子中引入石墨烯后,其高分子的熒光被淬滅。三個(gè)高分子材料中間隔基團(tuán)不同,其所得復(fù)合材料中石墨烯含量不同。三個(gè)復(fù)合材料在四氫呋喃中均具有良好的分散性能。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB332

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;石墨烯相變研究取得新進(jìn)展[J];潤(rùn)滑與密封;2009年05期

2 ;科學(xué)家首次用納米管制造出石墨烯帶[J];電子元件與材料;2009年06期

3 ;石墨烯研究取得系列進(jìn)展[J];高科技與產(chǎn)業(yè)化;2009年06期

4 ;新材料石墨烯[J];材料工程;2009年08期

5 ;日本開發(fā)出在藍(lán)寶石底板上制備石墨烯的技術(shù)[J];硅酸鹽通報(bào);2009年04期

6 馬圣乾;裴立振;康英杰;;石墨烯研究進(jìn)展[J];現(xiàn)代物理知識(shí);2009年04期

7 傅強(qiáng);包信和;;石墨烯的化學(xué)研究進(jìn)展[J];科學(xué)通報(bào);2009年18期

8 ;納米中心石墨烯相變研究取得新進(jìn)展[J];電子元件與材料;2009年10期

9 徐秀娟;秦金貴;李振;;石墨烯研究進(jìn)展[J];化學(xué)進(jìn)展;2009年12期

10 張偉娜;何偉;張新荔;;石墨烯的制備方法及其應(yīng)用特性[J];化工新型材料;2010年S1期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 成會(huì)明;;石墨烯的制備與應(yīng)用探索[A];中國力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

2 錢文;郝瑞;侯仰龍;;液相剝離制備高質(zhì)量石墨烯及其功能化[A];中國化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第04分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

3 張甲;胡平安;王振龍;李樂;;石墨烯制備技術(shù)與應(yīng)用研究的最新進(jìn)展[A];第七屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第3分冊(cè)）[C];2010年

4 趙東林;白利忠;謝衛(wèi)剛;沈曾民;;石墨烯的制備及其微波吸收性能研究[A];第七屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第7分冊(cè)）[C];2010年

5 沈志剛;李金芝;易敏;;射流空化方法制備石墨烯研究[A];顆粒學(xué)最新進(jìn)展研討會(huì)——暨第十屆全國顆粒制備與處理研討會(huì)論文集[C];2011年

6 王冕;錢林茂;;石墨烯的微觀摩擦行為研究[A];2011年全國青年摩擦學(xué)與表面工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

7 趙福剛;李維實(shí);;樹枝狀結(jié)構(gòu)功能化石墨烯[A];2011年全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

8 吳孝松;;碳化硅表面的外延石墨烯[A];2011中國材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

9 周震;;后石墨烯和無機(jī)石墨烯材料:計(jì)算與實(shí)驗(yàn)的結(jié)合[A];中國化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第4分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

10 周琳;周璐珊;李波;吳迪;彭海琳;劉忠范;;石墨烯光化學(xué)修飾及尺寸效應(yīng)研究[A];2011中國材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 姚耀;石墨烯研究取得系列進(jìn)展[N];中國化工報(bào);2009年

2 劉霞;韓用石墨烯制造出柔性透明觸摸屏[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

3 記者 王艷紅;“解密”石墨烯到底有多奇妙[N];新華每日電訊;2010年

4 本報(bào)記者 李好宇 張們捷(實(shí)習(xí)) 特約記者 李季;石墨烯未來應(yīng)用的十大猜想[N];電腦報(bào);2010年

5 證券時(shí)報(bào)記者 向南;石墨烯貴過黃金15倍 生產(chǎn)不易炒作先行[N];證券時(shí)報(bào);2010年

6 本報(bào)特約撰稿 吳康迪;石墨烯 何以結(jié)緣諾貝爾獎(jiǎng)[N];計(jì)算機(jī)世界;2010年

7 記者 謝榮　通訊員 夏永祥 陳海泉 張光杰;石墨烯在泰實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化[N];泰州日?qǐng)?bào);2010年

8 本報(bào)記者 紀(jì)愛玲;石墨烯：市場(chǎng)未啟 炒作先行[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2011年

9 周科競(jìng);再說石墨烯的是與非[N];北京商報(bào);2011年

10 王小龍;新型石墨烯材料薄如紙硬如鋼[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 呂敏;雙層石墨烯的電和磁響應(yīng)[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

2 羅大超;化學(xué)修飾石墨烯的分離與評(píng)價(jià)[D];北京化工大學(xué);2011年

3 唐秀之;氧化石墨烯表面功能化修飾[D];北京化工大學(xué);2012年

4 王崇;石墨烯中缺陷修復(fù)機(jī)理的理論研究[D];吉林大學(xué);2013年

5 盛凱旋;石墨烯組裝體的制備及其電化學(xué)應(yīng)用研究[D];清華大學(xué);2013年

6 姜麗麗;石墨烯及其復(fù)合薄膜在電極材料中的研究[D];西南交通大學(xué);2015年

7 姚成立;多級(jí)結(jié)構(gòu)石墨烯/無機(jī)非金屬復(fù)合材料的仿生合成及機(jī)理研究[D];安徽大學(xué);2015年

8 伊丁;石墨烯吸附與自旋極化的第一性原理研究[D];山東大學(xué);2015年

9 梁巍;基于石墨烯的氧還原電催化劑的理論計(jì)算研究[D];武漢大學(xué);2014年

10 王義;石墨烯的模板導(dǎo)向制備及在電化學(xué)儲(chǔ)能和腫瘤靶向診療方面的應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李佩穎;高分子—石墨烯復(fù)合材料的制備、表征及性能研究[D];鄭州大學(xué);2017年

2 詹曉偉;碳化硅外延石墨烯以及分子動(dòng)力學(xué)模擬研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

3 王晨;石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)及其對(duì)電化學(xué)性能的影響[D];北京化工大學(xué);2011年

4 苗偉;石墨烯制備及其缺陷研究[D];西北大學(xué);2011年

5 蔡宇凱;一種新型結(jié)構(gòu)的石墨烯納米器件的研究[D];南京郵電大學(xué);2012年

6 金麗玲;功能化石墨烯的酶學(xué)效應(yīng)研究[D];蘇州大學(xué);2012年

7 黃凌燕;石墨烯拉伸性能與尺度效應(yīng)的研究[D];華南理工大學(xué);2012年

8 劉汝盟;石墨烯熱振動(dòng)分析[D];南京航空航天大學(xué);2012年

9 雷軍;碳化硅上石墨烯的制備與表征[D];西安電子科技大學(xué);2012年

10 于金海;石墨烯的非共價(jià)功能化修飾及載藥系統(tǒng)研究[D];青島科技大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：1493511