功能化石墨烯和二硫化鉬的制備及其修飾機理的研究
發(fā)布時間:2020-12-19 22:32
隨著納米科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展,石墨烯及MoS2納米材料由于其粒徑小、比表面積和比表面能高等特點已經(jīng)受到了人們廣泛的關(guān)注。與傳統(tǒng)顆粒相比,它顯示出獨特的表面效應(yīng)、尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等。然而,傳統(tǒng)的納米材料制備方法大多存在操作過程復(fù)雜、對環(huán)境不友好等缺點,使其大規(guī)模應(yīng)用受到限制。因此,本文提出利用外電壓輔助溶液剝離法,以綠色溶劑LB104離子液體的水溶液作為電解液,原位制備功能化的納米材料。利用TEM、XRD、Raman、TG/DSC、FTIR和XPS等分析手段,揭示了離子液體功能化多層石墨烯(MLG)及MoS2的原理,探索了工作電壓及離子液體水溶液濃度對所制備功能化石墨烯及MoS2化學(xué)組成、微觀結(jié)構(gòu)及性能的影響,揭示了此方法剝離石墨烯及MoS2的機理。論文的主要結(jié)論如下:(1)當(dāng)LB104離子液體水溶液濃度一定時,隨著工作電壓的增加,石墨烯和MoS2產(chǎn)量明顯增加,所制備的功能化MoS2和石墨烯片層的厚度增加且功能化密度也急劇增強,而且高密度的功...
【文章來源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
石墨烯的結(jié)構(gòu)示意圖
目前石墨烯的制備方法主要有化學(xué)還原氧化石墨法、氣相沉積法、超聲分散剝離法、電化學(xué)法、SiC 外延生長法、弧放電法、模板法等等[12],利用這些方法可以制備出不同形貌、尺寸和結(jié)構(gòu)的石墨烯,如圖 1-2 所示。其中,化學(xué)還原氧化石墨法能制備出高產(chǎn)量的石墨烯,且石墨烯表面含有許多缺陷位,這些缺陷有利于催化活性組分的附著大大提高了催化效率,因而受到催化相關(guān)領(lǐng)域的青睞。一般地,大多數(shù)制備方法獲得的石墨烯不是完全的單層結(jié)構(gòu),而是以伴隨著雙層和多層的混合形式存在,呈現(xiàn)不規(guī)則的平整結(jié)構(gòu)或者重疊片層狀。現(xiàn)如今,影響石墨烯的理論研究、合成與制備以及實際應(yīng)用最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一是實現(xiàn)石墨烯的高產(chǎn)量、低成本和可調(diào)控的合成與制備。目前,利用不同的化學(xué)方法特別是化學(xué)沉積法(CVD)和溶液化學(xué)法可以制備出高產(chǎn)量的石墨烯,并且在石墨烯的可控生長方面也取得了一定的進展,實現(xiàn)了石墨烯從厘米、微米甚至納米級別的可控生長,也實現(xiàn)了石墨烯的厚度從單層、雙層和多層的可控調(diào)變。不過,石墨烯的更多實際應(yīng)用開發(fā)仍需實現(xiàn)大規(guī)模、可重復(fù)制備出結(jié)構(gòu)規(guī)整、厚度和尺寸可控的高質(zhì)量石墨烯材料[13]。
(c) MoS2-C 絮狀物 (d) MoS2涂層圖 1-3 不同形貌的 MoS2圖1.4.1 MoS2的結(jié)構(gòu)MoS2的結(jié)構(gòu)與石墨的結(jié)構(gòu)相似,MoS2片層內(nèi)是以鍵能較強的共價鍵相結(jié)合,而層與層之間是由鍵能很弱的范德華力相互作用。單層的 MoS2呈現(xiàn)“三明治”結(jié)構(gòu),即兩個
【參考文獻】:
期刊論文
[1]石墨烯/聚合物復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀和產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)[J]. 葉鵬,王猛,胡玲玲,韓和良. 聚氯乙烯. 2017(06)
[2]國內(nèi)石墨烯技術(shù)及產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析[J]. 王莉,王騰躍,何向明,李建軍,尚玉明,李毓良,李德會. 新材料產(chǎn)業(yè). 2016(05)
[3]石墨烯的共價鍵功能化研究進展[J]. 孫賓賓. 廣州化工. 2016(01)
[4]二維MoS2納米材料的制備及在光催化中的應(yīng)用進展[J]. 許穎,卜修明,王朋朋,王丁,王現(xiàn)英. 電子元件與材料. 2015(09)
[5]石墨烯的制備及其應(yīng)用的研究[J]. 馬艷梅,高永平,李曉嚴(yán). 廣州化工. 2015(11)
[6]石墨烯的研究進展[J]. 劉樂浩,李鐵虎,趙廷凱,王大為. 材料導(dǎo)報. 2012(09)
[7]石墨烯及其復(fù)合材料的制備及性能研究進展[J]. 趙遠(yuǎn),黃偉九. 重慶理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)). 2011(07)
[8]石墨烯非共價鍵功能化及應(yīng)用研究進展[J]. 范彥如,趙宗彬,萬武波,周泉,胡涵,邱介山. 化工進展. 2011(07)
[9]石墨烯中碳原子sp~2雜化軌道研究[J]. 劉宇,張?zhí)m蘭. 湖南師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報. 2010(01)
[10]二硫化鉬催化劑的制備與應(yīng)用[J]. 王亞男,李廣學(xué). 廣東化工. 2009(03)
本文編號:2926688
【文章來源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
石墨烯的結(jié)構(gòu)示意圖
目前石墨烯的制備方法主要有化學(xué)還原氧化石墨法、氣相沉積法、超聲分散剝離法、電化學(xué)法、SiC 外延生長法、弧放電法、模板法等等[12],利用這些方法可以制備出不同形貌、尺寸和結(jié)構(gòu)的石墨烯,如圖 1-2 所示。其中,化學(xué)還原氧化石墨法能制備出高產(chǎn)量的石墨烯,且石墨烯表面含有許多缺陷位,這些缺陷有利于催化活性組分的附著大大提高了催化效率,因而受到催化相關(guān)領(lǐng)域的青睞。一般地,大多數(shù)制備方法獲得的石墨烯不是完全的單層結(jié)構(gòu),而是以伴隨著雙層和多層的混合形式存在,呈現(xiàn)不規(guī)則的平整結(jié)構(gòu)或者重疊片層狀。現(xiàn)如今,影響石墨烯的理論研究、合成與制備以及實際應(yīng)用最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一是實現(xiàn)石墨烯的高產(chǎn)量、低成本和可調(diào)控的合成與制備。目前,利用不同的化學(xué)方法特別是化學(xué)沉積法(CVD)和溶液化學(xué)法可以制備出高產(chǎn)量的石墨烯,并且在石墨烯的可控生長方面也取得了一定的進展,實現(xiàn)了石墨烯從厘米、微米甚至納米級別的可控生長,也實現(xiàn)了石墨烯的厚度從單層、雙層和多層的可控調(diào)變。不過,石墨烯的更多實際應(yīng)用開發(fā)仍需實現(xiàn)大規(guī)模、可重復(fù)制備出結(jié)構(gòu)規(guī)整、厚度和尺寸可控的高質(zhì)量石墨烯材料[13]。
(c) MoS2-C 絮狀物 (d) MoS2涂層圖 1-3 不同形貌的 MoS2圖1.4.1 MoS2的結(jié)構(gòu)MoS2的結(jié)構(gòu)與石墨的結(jié)構(gòu)相似,MoS2片層內(nèi)是以鍵能較強的共價鍵相結(jié)合,而層與層之間是由鍵能很弱的范德華力相互作用。單層的 MoS2呈現(xiàn)“三明治”結(jié)構(gòu),即兩個
【參考文獻】:
期刊論文
[1]石墨烯/聚合物復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀和產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)[J]. 葉鵬,王猛,胡玲玲,韓和良. 聚氯乙烯. 2017(06)
[2]國內(nèi)石墨烯技術(shù)及產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析[J]. 王莉,王騰躍,何向明,李建軍,尚玉明,李毓良,李德會. 新材料產(chǎn)業(yè). 2016(05)
[3]石墨烯的共價鍵功能化研究進展[J]. 孫賓賓. 廣州化工. 2016(01)
[4]二維MoS2納米材料的制備及在光催化中的應(yīng)用進展[J]. 許穎,卜修明,王朋朋,王丁,王現(xiàn)英. 電子元件與材料. 2015(09)
[5]石墨烯的制備及其應(yīng)用的研究[J]. 馬艷梅,高永平,李曉嚴(yán). 廣州化工. 2015(11)
[6]石墨烯的研究進展[J]. 劉樂浩,李鐵虎,趙廷凱,王大為. 材料導(dǎo)報. 2012(09)
[7]石墨烯及其復(fù)合材料的制備及性能研究進展[J]. 趙遠(yuǎn),黃偉九. 重慶理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)). 2011(07)
[8]石墨烯非共價鍵功能化及應(yīng)用研究進展[J]. 范彥如,趙宗彬,萬武波,周泉,胡涵,邱介山. 化工進展. 2011(07)
[9]石墨烯中碳原子sp~2雜化軌道研究[J]. 劉宇,張?zhí)m蘭. 湖南師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報. 2010(01)
[10]二硫化鉬催化劑的制備與應(yīng)用[J]. 王亞男,李廣學(xué). 廣東化工. 2009(03)
本文編號:2926688
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