氧化石墨烯(GO)是石墨烯的氧化物,具有相同的二維骨架結(jié)構(gòu),由于含氧官能團(tuán)的影響使其性質(zhì)更加活潑。除了繼承了石墨烯優(yōu)良的機(jī)械、電學(xué)和光學(xué)性能外,還具有大比表面積、高吸附性能、生物兼容性、光熱轉(zhuǎn)換性能和光學(xué)性能,因此基于氧化石墨烯的功能材料在太陽能儲(chǔ)能領(lǐng)域和電磁吸波等領(lǐng)域極具應(yīng)用前景。本論文的工作聚焦于基于氧化石墨烯功能材料的制備,并對(duì)其性能和電磁吸波性能與機(jī)理進(jìn)行研究。首先本文采用Hummers法制備氧化石墨烯。用XRD、XPS光譜、掃描電鏡和紅外光譜對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。為了提高偶氮苯儲(chǔ)能密度,本文提出一種簡(jiǎn)單方法將具有光致異構(gòu)性能的偶氮苯分子通過共價(jià)鍵接枝在GO基底上,得到熱穩(wěn)定性高的AZO-GO雜化物。光譜測(cè)試結(jié)果表明這種雜化物的光致異構(gòu)化反應(yīng)包括兩段一級(jí)反應(yīng)過程,并且第二段的熱勢(shì)壘(?Ea)減小。研究發(fā)現(xiàn)cis-偶氮苯分子與基底GO的六元碳環(huán)之間存在C-H????相互作用,當(dāng)cis-偶氮苯分子達(dá)到足夠數(shù)量時(shí),將引起基底GO的電子集體發(fā)生變化并直接影響發(fā)色團(tuán)的π–π*躍遷。C-H????相互作用縮短了trans雜化物達(dá)到光穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間,并使cis雜化物熱穩(wěn)定性更好。其次,本文采用水熱法制備了直徑約為20微米的片狀Fe_3O_4,用XRD和SEM對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,分析了Fe_3O_4和GO的吸波性能。結(jié)果表明Fe_3O_4微米片有較大的磁損耗值,但是吸波性能較差。GO雖然具有良好的吸波性能,但是因團(tuán)聚等問題不能單獨(dú)使用。本文用簡(jiǎn)單的機(jī)械混合法制備了GO-Fe_3O_4復(fù)合材料,結(jié)果表明Fe_3O_4微米片附著在GO之上呈層狀結(jié)構(gòu),有效避免了GO的團(tuán)聚,提高了材料的阻抗匹配程度,并在界面處引入電極化機(jī)制。結(jié)果表明當(dāng)GO的含量為10-30 wt%時(shí),復(fù)合材料表現(xiàn)出較好的電磁吸波性能。最后,為了進(jìn)一步提高GO-Fe_3O_4的吸波性能,本文用機(jī)械混合法制備了三元復(fù)合材料BN-GO-Fe_3O_4,對(duì)其形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,并計(jì)算了BN-GO-Fe_3O_4吸波性能。研究發(fā)現(xiàn)這種材料具有增強(qiáng)的電磁吸波性能,主要?dú)w因于材料具有良好的阻抗匹配,電磁波可以有效進(jìn)入材料內(nèi)部而被吸收,其中磁損耗為主要損耗機(jī)制。BN-GO-Fe_3O_4復(fù)合材料表現(xiàn)出寬頻帶、高吸收和輕質(zhì)量的特性。
【學(xué)位單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TQ127.11;TB34
【部分圖文】：

pz 軌道形成垂直于晶面的大 鍵，這使石移率比 Si 高 100 倍。此外石墨烯還有良好些特點(diǎn)使石墨烯在納米電子器件、能量存景[1]。水，石墨烯片層之間存在范德華力和 π-π中會(huì)發(fā)生不可逆的聚集和沉淀[2]，這極大石墨烯的氧化物，具有相同的二維骨架結(jié)現(xiàn) sp3雜化軌道，晶格缺陷還會(huì)引入 sp 雜氧化石墨烯的性質(zhì)較石墨烯更加活潑。鑒重要地位，有研究致力于對(duì)氧化石墨烯的算、紅外光譜、拉曼光譜、核磁共振等手段型是單層石墨烯上分散著含氧官能團(tuán)，這環(huán)氧基(C-O-C)和羧基(COOH)等[7-9]，如圖石墨烯片層，而羧基則分布在石墨烯的邊

效率[32]。領(lǐng)域中的應(yīng)用，超級(jí)電容器作為高效儲(chǔ)能器件而興起。由于氧化石墨烯和結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電協(xié)同作用可增強(qiáng)機(jī)體導(dǎo)電性能，氧化石墨烯/導(dǎo)[33,34]成為超級(jí)電容器的理想填充材料，其中研究較多的是聚噻吩、聚氨酯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、環(huán)氧樹脂等。復(fù)合材最為導(dǎo)電通道，同時(shí)其大的比表面積還可以作為納米尺度聚聚合物的穩(wěn)定性和利用率。

圖 1.2 偶氮苯分子有序的接枝在碳基模板上提高儲(chǔ)能密度[35]�；谘趸┑膬�(yōu)越性，將氧化石墨烯作為碳基底來承載光敏光致異構(gòu)功能團(tuán)，提高光能轉(zhuǎn)換效率也是一個(gè)研究熱點(diǎn)。Alexie Jeffrey C. Grossman 利用第一性原理計(jì)算證明了將偶氮苯分子有序模板上（圖 1.2 所示）可以有效提高儲(chǔ)能密度，其儲(chǔ)能密度可與媲美[35]，這對(duì)提高偶氮苯及其衍生物的儲(chǔ)能密度提供了新思路。
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本文編號(hào)：2894548