本文關(guān)鍵詞：可控制備石墨烯基納米復(fù)合材料及其特性研究

  更多相關(guān)文章： 石墨烯 石墨烯器件 復(fù)合材料 聚苯胺 超電容

【摘要】：石墨烯,是指只具有單個碳原子厚度的二維碳材料。對其研究表明,石墨烯擁有的極佳的導(dǎo)電性能、更大比表面積和優(yōu)良的機(jī)械性能,這些特點(diǎn)在石墨烯光電器件、雙電層超級電容器、高性能石墨烯復(fù)合材料等不同領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。為此,在本論文中:1.我們嘗試在ITO玻璃基底與增益層PFO之間引入具有良好導(dǎo)電性能的RGO作為界面層,通過調(diào)控RGO的厚度,達(dá)到了調(diào)控器件性能的目的。通過優(yōu)化RGO層的厚度,我們實(shí)現(xiàn)了ASE閾值從332μJ/cm2降至225μJ/cm2。器件性能提升的原因可能是RGO的引入,改善了ITO表面的粗糙度情況,減少了光散射作用,降低了ASE閾值,使器件的性能得到大幅的提升。2.我們通過流延法制備得到GO/PVA復(fù)合薄膜材料,并將制備好的復(fù)合材料和聚醚胺在90℃下快速交聯(lián),制備得到的復(fù)合材料擁有更優(yōu)秀的機(jī)械性能。我們通過紅外證明了C-N鍵的大量增加,利用XRD驗證交聯(lián)的效果,利用電鏡觀察反應(yīng)前后形貌變化,證明了交聯(lián)反應(yīng)的發(fā)生。通過測試材料的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性,證實(shí)得到了一種機(jī)械強(qiáng)度高的復(fù)合材料。為石墨烯高分子復(fù)合材料的研究提供了新的想法和途徑。3.我們以葡萄糖為原料,將其與氯化銨混合,在氮?dú)獗Ｗo(hù)下,通過緩慢升溫至1400℃來合成三維石墨烯并原位生長聚苯胺形成三維石墨烯(3D-rGO)/聚苯胺(PANI)復(fù)合材料。本實(shí)驗為制備三維石墨烯提供了一種創(chuàng)新性方法,不僅拓寬了石墨烯中碳的來源,也使三維石墨烯的結(jié)構(gòu)更加多樣化。合成出的3D-rGO/PANI復(fù)合材料不僅具有了三維石墨烯高表面積,高導(dǎo)電性的特點(diǎn),同時也克服了聚苯胺結(jié)構(gòu)通電易不穩(wěn)定的缺點(diǎn),在超電容方面具有較高應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：石墨烯 石墨烯器件 復(fù)合材料 聚苯胺 超電容
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O613.71;TB33
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 專用術(shù)語注釋表8-9
• 第一章 緒論9-22
• 1.1 引言9-15
• 1.1.1 碳元素簡介9
• 1.1.2 石墨烯簡介9-10
• 1.1.3 石墨烯的結(jié)構(gòu)10
• 1.1.4 石墨烯的性質(zhì)10-11
• 1.1.5 石墨烯的制備11-15
• 1.2 石墨烯應(yīng)用15-21
• 1.2.1 石墨烯在光電器件方面的應(yīng)用15-16
• 1.2.2 石墨烯-聚合物復(fù)合材料薄膜的應(yīng)用16-18
• 1.2.3 三維石墨烯復(fù)合材料在超電容方面的應(yīng)用18-21
• 1.3 本論文創(chuàng)新點(diǎn)21-22
• 第二章 通過RGO摻雜調(diào)控激光器件性能22-36
• 2.1 前言22
• 2.2 實(shí)驗部分22-24
• 2.2.1 主要實(shí)驗材料和試劑22-23
• 2.2.2 基片清洗基本步驟23
• 2.2.3 氧化石墨烯RGO的制備23
• 2.2.4 實(shí)驗樣本的制備23-24
• 2.3 基于不同襯底PFO的ASE行為表征24-27
• 2.3.1 初始PFO的光物理表征24-25
• 2.3.2 石英襯底上PFO薄膜的ASE行為的表征25-26
• 2.3.3 基于ITO玻璃基底PFO薄膜的ASE行為表征26-27
• 2.4 部分還原的GO（RGO）作為界面層27-35
• 2.4.1 RGO/EtOH溶液濃度為 0.1 mg/mL的情況27-29
• 2.4.2 RGO/EtOH溶液濃度為 0.5 mg/mL的情況29-30
• 2.4.3 RGO/EtOH溶液濃度為 1.0 mg/mL的情況30-31
• 2.4.4 RGO/EtOH溶液濃度為 2.0 mg/mL的情況31-32
• 2.4.5 RGO/EtOH溶液濃度為 4.0 mg/mL的情況32-33
• 2.4.6 RGO/EtOH溶液濃度為 6.0 mg/mL的情況33-35
• 2.4.7 小結(jié)與分析35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第三章 通過聚醚胺處理GO/PVA制備復(fù)合薄膜材料36-43
• 3.1 前言36-37
• 3.2 實(shí)驗部分37-38
• 3.2.1 實(shí)驗所用原料37
• 3.2.2 氧化石墨烯/聚乙烯醇復(fù)合材料的制備37-38
• 3.2.3 聚醚胺（D400）處理復(fù)合材料38
• 3.3 結(jié)果與討論38-42
• 3.3.1 復(fù)合材料的表征手段38
• 3.3.2 復(fù)合材料的電鏡表征38-39
• 3.3.3 復(fù)合材料的的FT-IR表征39-40
• 3.3.4 復(fù)合材料的XRD表征40-41
• 3.3.5 氧化石墨烯/聚醚胺（D400）復(fù)合材料的TGA表征41
• 3.3.6 氧化石墨烯/聚醚胺（D400）復(fù)合材料的機(jī)械性能表征41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第四章 以葡萄糖為原料制備石墨烯/聚苯胺復(fù)合材料43-50
• 4.1 前言43-44
• 4.2 實(shí)驗部分44-45
• 4.2.1 實(shí)驗材料與設(shè)備44-45
• 4.2.2 以葡萄糖為原料制備三維石墨烯的方法45
• 4.2.3 三維石墨烯原位生長聚苯胺45
• 4.2.4 對三維石墨烯/聚苯胺復(fù)合材料進(jìn)行性能表征45
• 4.3 結(jié)果與討論45-49
• 4.3.1 三維石墨烯/聚苯胺復(fù)合材料的傅立葉變換紅外光譜（FT-IR）分析46
• 4.3.2 三維石墨烯/聚苯胺復(fù)合材料的XRD分析46-47
• 4.3.3 三維石墨烯/聚苯胺復(fù)合材料形貌分析47-48
• 4.3.4 三維石墨烯/聚苯胺復(fù)合材料的電化學(xué)分析48-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第五章 總結(jié)與展望50-51
• 參考文獻(xiàn)51-57
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文57-58
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間申請的專利58-59
• 附錄3 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目59-60
• 致謝60

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