本文選題：石墨烯薄膜 + 改進(jìn)的Langmuir-Blodgett組裝方法　； 參考：《合肥工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：早在1986年,“石墨烯”這個(gè)術(shù)語就被提出,直到2004年,A. K.Geim教授第一次從高取向熱解石墨上剝離,得到了獨(dú)立存在的單原子層的石墨烯。石墨烯的獨(dú)特晶體結(jié)構(gòu),在光學(xué)、力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)等方面都展現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。大面積石墨烯薄膜擁有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),電子遷移率,導(dǎo)熱性,機(jī)械強(qiáng)度和一個(gè)原子層的厚度。這些優(yōu)異的性能導(dǎo)致大面積石墨烯薄膜在光電子學(xué)和高度選擇性膜分離領(lǐng)域具有無限前景。然而使用什么樣的組裝方法,制備出大面積自支撐透明有韌性的石墨烯薄膜,成為研究者們需要解決的問題。宏觀的組裝方法可以制備出有等級(jí)結(jié)構(gòu)的材料,并且還能把單個(gè)積木的屬性轉(zhuǎn)化為特殊的應(yīng)用,組裝出先進(jìn)的功能性材料來。本論文首次介紹了一種改進(jìn)的Langmuir-Blodgett (LB)宏觀的組裝方法,利用氧化石墨烯和三聚氰胺小分子之間強(qiáng)的作用力,形成一種特殊的褶皺結(jié)構(gòu),并且仿生珍珠貝殼的“磚塊和砂漿”的微觀結(jié)構(gòu),制備出自支撐、高透明度導(dǎo)電的石墨烯薄膜。組裝出的超薄柔韌性的氧化石墨烯薄膜僅僅22nm,在可見光550nm和800nm處透明度分別達(dá)到84.6%和90.7%,在應(yīng)變達(dá)3.5%下的應(yīng)力機(jī)械強(qiáng)度達(dá)45 MPa,并且還原后的石墨烯薄膜的方塊電阻值為420Ω□-1,在彎曲半徑為1.5mm下循環(huán)壓縮10000次,仍然表現(xiàn)出優(yōu)異的電學(xué)穩(wěn)定性。此外,同樣使用已經(jīng)探索出的改進(jìn)的Langmuir-Blodgett (LB)宏觀的組裝方法,利用氧化石墨烯和聚丙烯酰胺聚合物之間的作用,制備出自支撐、高透明度的氧化石墨烯薄膜。薄膜在溶液中表現(xiàn)出的超強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度和柔韌性能,濕潤(rùn)下拉伸測(cè)試時(shí)應(yīng)變達(dá)12%下的應(yīng)力機(jī)械強(qiáng)度達(dá)81 MPa。充分表現(xiàn)出了在極限環(huán)境下的應(yīng)用前景。
[Abstract]:As early as 1986, the term "graphene" was proposed, until Professor A. K.Geim first peeled off highly oriented pyrolytic graphite in 2004 to obtain graphene with an independent monatomic layer. The unique crystal structure of graphene exhibits excellent properties in optical, mechanical, electrical and thermal fields. Large area graphene films have unique physical and chemical properties, electron mobility, thermal conductivity, mechanical strength and the thickness of an atomic layer. These excellent properties lead to an infinite prospect of large area graphene films in optoelectronics and highly selective membrane separation. However, what kind of assembly method is used to prepare large area self-supporting transparent and ductile graphene thin films has become a problem that researchers need to solve. Macroscopically assembled materials can be prepared with hierarchical structure, and the properties of a single building block can be transformed into special applications, and advanced functional materials can be assembled. In this paper, an improved macroscopical assembly method of Langmuir-Blodgett is introduced for the first time. A special fold structure is formed by using the strong interaction between graphene oxide and melamine small molecules. And the microstructure of "brick and mortar" of bionic pearl shell is used to prepare graphene film with high transparency and conductivity. The ultrathin and flexible graphene oxide thin film is only 22 nm, with transparency of 84.6% and 90.7% at visible light 550nm and 800nm, respectively, stress mechanical strength of 45 MPA at the strain of 3.5%, and sheet resistance of the reduced graphene film. The value is 420 惟 -1, and the cyclic compression is 10000 times at the bending radius of 1.5mm. Still show excellent electrical stability. In addition, using the improved Langmuir-Blodgett LB-based macroscopical assembly method, graphene oxide films with high transparency were prepared by using the interaction between graphene oxide and polyacrylamide polymers. The mechanical strength and flexibility of the film in solution are super strong, and the stress mechanical strength of the film is 81 MPA when the strain reaches 12% in wet tensile test. The application prospect in the limit environment is fully demonstrated.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ127.11;TB383.2

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本文編號(hào)：1978276