石墨烯/聚乙烯醇/聚偏氟乙烯復(fù)合薄膜的結(jié)構(gòu)形貌與電學(xué)性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-25 07:46
科學(xué)研究表明,聚偏氟乙烯具有良好的物理與化學(xué)穩(wěn)定性,且相對(duì)于大多數(shù)聚合物材料,擁有較高的介電常數(shù),因此其被廣泛用于柔性介電材料的研究工作中。但是,單一聚偏氟乙烯的介電常數(shù)仍然較低,無(wú)法滿足人們對(duì)高介電性能材料的要求。于是科研工作者們通過把一種或多種導(dǎo)電材料作為填料添加到聚合物基體中,從而制備出多相復(fù)合的聚合物介電材料。這種方法能夠充分發(fā)揮出每種材料的優(yōu)點(diǎn),以滿足人們對(duì)具有高介電性能、輕型、柔性材料的需求。石墨烯因其擁有優(yōu)良的力學(xué)性能、高的電子傳遞能力以及相對(duì)較低的生產(chǎn)成本等優(yōu)勢(shì)而受到研究者的廣泛關(guān)注,目前多將其直接分散在聚合物中提高聚合物的介電性能。但是由于石墨烯本身較高的比表面能,使其非常容易團(tuán)聚,不能均勻分散在聚合物基質(zhì)中。因此在我們工作中,采用聚乙烯醇對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行非共價(jià)鍵修飾,利用聚乙烯醇上的羥基與氧化石墨烯的含氧基團(tuán)之間的氫鍵相互作用,實(shí)現(xiàn)對(duì)氧化石墨烯的包裹效果,提高其還原后在聚偏氟乙烯基體中的分散性,最終得到介電性能優(yōu)良的復(fù)合材料。本論文對(duì)復(fù)合材料的研究工作主要從以下幾個(gè)方面開展:(1)采用Hummers方法制備氧化石墨烯,并對(duì)其結(jié)構(gòu)、形貌進(jìn)行表征分析;通過XRD衍射光譜...
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:81 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 石墨烯簡(jiǎn)介
1.1.1 石墨烯結(jié)構(gòu)
1.1.2 石墨烯性能
1.1.3 石墨烯制備方法
1.1.4 石墨烯的表征
1.1.5 石墨烯的改性
1.2 聚乙烯醇(PVA)簡(jiǎn)介
1.2.1 聚乙烯醇(PVA)的性質(zhì)與應(yīng)用
1.3 聚偏氟乙烯(PVDF)簡(jiǎn)介
1.4 電介質(zhì)材料概述
1.4.1 電介質(zhì)簡(jiǎn)介
1.4.2 電介質(zhì)極化類型
1.4.3 電介質(zhì)表征參數(shù)
1.4.4 聚合物電介質(zhì)復(fù)合材料
1.5 論文研究意義及內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料及表征方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.2 表征方法
2.2.1 X射線衍射(XRD)
2.2.2 紫外光譜(UV)
2.2.3 紅外光譜(FT-IR)
2.2.4 原子力顯微鏡(AFM)
2.2.5 掃描電子顯微鏡(SEM)
第3章 石墨烯制備、氧化石墨烯結(jié)構(gòu)形貌分析以及PVDF晶型結(jié)構(gòu)分析
3.1 材料制備
3.1.1 氧化石墨烯的制備
3.1.2 還原石墨烯的制備
3.2 GO和RGO晶體結(jié)構(gòu)分析
3.3 GO和RGO光譜學(xué)分析表征
3.3.1 UV光譜分析
3.3.2 FT-IR光譜分析
3.4 GO形貌分析
3.4.1 AFM分析GO形貌與厚度
3.4.2 SEM分析GO表面形貌
3.5 聚偏氟乙烯晶體結(jié)構(gòu)分析
3.5.1 XRD分析不同溫度下聚偏氟乙烯的晶相
3.5.2 FT-IR分析不同溫度下聚偏氟乙烯的晶相
3.6 小結(jié)
第4章 石墨烯/聚乙烯醇/聚偏氟乙烯基納米復(fù)合薄膜的形貌結(jié)構(gòu)和介電性能研究
4.1 復(fù)合材料制備
4.2 復(fù)合粒子表征分析
4.2.1 GO/PVA復(fù)合粒子紅外光譜分析
4.2.2 GO/PVA復(fù)合粒子的形貌
4.3 GO/PVDF、GO/PVA/PVDF在溶劑中分散性
4.4 RGO/PVA/PVDF復(fù)合薄膜表征分析
4.4.1 RGO/PVA/PVDF復(fù)合薄膜XRD分析
4.4.2 RGO/PVA/PVDF復(fù)合薄膜紅外光譜分析
4.4.3 熒光顯微鏡分析RGO/PVA/PVDF復(fù)合薄膜形貌
4.4.4 SEM顯微鏡分析RGO/PVA/PVDF復(fù)合薄膜形貌
4.4.5 RGO/PVA/PVDF復(fù)合薄膜介電性能分析
4.4.6 RGO/PVA/PVDF復(fù)合薄膜導(dǎo)電性能分析
4.5 小結(jié)
第5章 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Direct synthesis of graphene nanosheets support Pd nanodendrites for electrocatalytic formic acid oxidation[J]. 楊蘇東,陳琳. Chinese Physics B. 2015(11)
[2]Tunable electromagnetically induced transparency at terahertz frequencies in coupled graphene metamaterial[J]. 丁國(guó)文,劉少斌,章海鋒,孔祥鯤,李海明,李炳祥,劉思源,李海. Chinese Physics B. 2015(11)
[3]石墨烯/高分子復(fù)合薄膜的制備及應(yīng)用[J]. 于小雯,石高全. 高分子學(xué)報(bào). 2014(07)
[4]聚偏氟乙烯β相形成的研究進(jìn)展[J]. 麥忠海,徐玉亭,謝琪,梁成露,楊偉,謝邦互,楊鳴波. 工程塑料應(yīng)用. 2014(04)
[5]聚偏氟乙烯在不同襯底上的結(jié)晶行為研究[J]. 胡成龍,黃成龍,魯少林,陳陽(yáng),張衛(wèi)紅,陳建. 光散射學(xué)報(bào). 2014(01)
[6]石墨烯的表征方法[J]. 彭黎瓊,謝金花,郭超,張東. 功能材料. 2013(21)
[7]大尺度介觀電學(xué)輸運(yùn)在納米結(jié)構(gòu)石墨烯中的實(shí)現(xiàn)[J]. 張海婧,沈平. 物理. 2013(07)
[8]微納器件熱傳導(dǎo)中的基礎(chǔ)物理問題[J]. 張剛,黃少云. 物理. 2013(02)
[9]石墨烯的制備、表征與特性研究進(jìn)展[J]. 李興鰲,王博琳,劉忠儒. 材料導(dǎo)報(bào). 2012(01)
[10]石墨烯弛豫性能的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J]. 韓同偉,賀鵬飛. 物理學(xué)報(bào). 2010(05)
本文編號(hào):3099331
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:81 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 石墨烯簡(jiǎn)介
1.1.1 石墨烯結(jié)構(gòu)
1.1.2 石墨烯性能
1.1.3 石墨烯制備方法
1.1.4 石墨烯的表征
1.1.5 石墨烯的改性
1.2 聚乙烯醇(PVA)簡(jiǎn)介
1.2.1 聚乙烯醇(PVA)的性質(zhì)與應(yīng)用
1.3 聚偏氟乙烯(PVDF)簡(jiǎn)介
1.4 電介質(zhì)材料概述
1.4.1 電介質(zhì)簡(jiǎn)介
1.4.2 電介質(zhì)極化類型
1.4.3 電介質(zhì)表征參數(shù)
1.4.4 聚合物電介質(zhì)復(fù)合材料
1.5 論文研究意義及內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料及表征方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.2 表征方法
2.2.1 X射線衍射(XRD)
2.2.2 紫外光譜(UV)
2.2.3 紅外光譜(FT-IR)
2.2.4 原子力顯微鏡(AFM)
2.2.5 掃描電子顯微鏡(SEM)
第3章 石墨烯制備、氧化石墨烯結(jié)構(gòu)形貌分析以及PVDF晶型結(jié)構(gòu)分析
3.1 材料制備
3.1.1 氧化石墨烯的制備
3.1.2 還原石墨烯的制備
3.2 GO和RGO晶體結(jié)構(gòu)分析
3.3 GO和RGO光譜學(xué)分析表征
3.3.1 UV光譜分析
3.3.2 FT-IR光譜分析
3.4 GO形貌分析
3.4.1 AFM分析GO形貌與厚度
3.4.2 SEM分析GO表面形貌
3.5 聚偏氟乙烯晶體結(jié)構(gòu)分析
3.5.1 XRD分析不同溫度下聚偏氟乙烯的晶相
3.5.2 FT-IR分析不同溫度下聚偏氟乙烯的晶相
3.6 小結(jié)
第4章 石墨烯/聚乙烯醇/聚偏氟乙烯基納米復(fù)合薄膜的形貌結(jié)構(gòu)和介電性能研究
4.1 復(fù)合材料制備
4.2 復(fù)合粒子表征分析
4.2.1 GO/PVA復(fù)合粒子紅外光譜分析
4.2.2 GO/PVA復(fù)合粒子的形貌
4.3 GO/PVDF、GO/PVA/PVDF在溶劑中分散性
4.4 RGO/PVA/PVDF復(fù)合薄膜表征分析
4.4.1 RGO/PVA/PVDF復(fù)合薄膜XRD分析
4.4.2 RGO/PVA/PVDF復(fù)合薄膜紅外光譜分析
4.4.3 熒光顯微鏡分析RGO/PVA/PVDF復(fù)合薄膜形貌
4.4.4 SEM顯微鏡分析RGO/PVA/PVDF復(fù)合薄膜形貌
4.4.5 RGO/PVA/PVDF復(fù)合薄膜介電性能分析
4.4.6 RGO/PVA/PVDF復(fù)合薄膜導(dǎo)電性能分析
4.5 小結(jié)
第5章 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Direct synthesis of graphene nanosheets support Pd nanodendrites for electrocatalytic formic acid oxidation[J]. 楊蘇東,陳琳. Chinese Physics B. 2015(11)
[2]Tunable electromagnetically induced transparency at terahertz frequencies in coupled graphene metamaterial[J]. 丁國(guó)文,劉少斌,章海鋒,孔祥鯤,李海明,李炳祥,劉思源,李海. Chinese Physics B. 2015(11)
[3]石墨烯/高分子復(fù)合薄膜的制備及應(yīng)用[J]. 于小雯,石高全. 高分子學(xué)報(bào). 2014(07)
[4]聚偏氟乙烯β相形成的研究進(jìn)展[J]. 麥忠海,徐玉亭,謝琪,梁成露,楊偉,謝邦互,楊鳴波. 工程塑料應(yīng)用. 2014(04)
[5]聚偏氟乙烯在不同襯底上的結(jié)晶行為研究[J]. 胡成龍,黃成龍,魯少林,陳陽(yáng),張衛(wèi)紅,陳建. 光散射學(xué)報(bào). 2014(01)
[6]石墨烯的表征方法[J]. 彭黎瓊,謝金花,郭超,張東. 功能材料. 2013(21)
[7]大尺度介觀電學(xué)輸運(yùn)在納米結(jié)構(gòu)石墨烯中的實(shí)現(xiàn)[J]. 張海婧,沈平. 物理. 2013(07)
[8]微納器件熱傳導(dǎo)中的基礎(chǔ)物理問題[J]. 張剛,黃少云. 物理. 2013(02)
[9]石墨烯的制備、表征與特性研究進(jìn)展[J]. 李興鰲,王博琳,劉忠儒. 材料導(dǎo)報(bào). 2012(01)
[10]石墨烯弛豫性能的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J]. 韓同偉,賀鵬飛. 物理學(xué)報(bào). 2010(05)
本文編號(hào):3099331
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