本文關(guān)鍵詞：石墨烯的制備、表征及其在導(dǎo)電聚合物中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《黑龍江科技大學(xué)》 2014年

石墨烯的制備、表征及其在導(dǎo)電聚合物中的應(yīng)用

王洋  

【摘要】：本文以含碳量為96.8%的天然鱗片石墨為原料，采用水熱法對(duì)原始石墨進(jìn)行提純處理，以降低石墨中的灰分含量，并利用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)相結(jié)合的方式，研究石墨提純過(guò)程中不同反應(yīng)因素對(duì)石墨碳含量的影響，優(yōu)化工藝參數(shù)，，以獲得石墨提純的最佳制備工藝。然后采用Hummers法進(jìn)行氧化石墨的制備，并對(duì)氧化石墨設(shè)計(jì)了3種不同的處理工藝來(lái)進(jìn)行石墨烯的制備，利用掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）、拉曼光譜（Raman）和X射線衍射儀（XRD）分析不同的處理工藝對(duì)氧化石墨的剝離程度、還原程度以及對(duì)石墨烯結(jié)構(gòu)的影響，篩選出石墨烯制備的最佳工藝方案。并設(shè)計(jì)了球磨法和溶劑熱法對(duì)石墨烯表面進(jìn)行Cu粒子的修飾，以改善石墨烯在聚合物中的分散狀態(tài)，利用SEM和XRD對(duì)石墨烯片層上Cu粒子的分散狀態(tài)以及二者的結(jié)合狀態(tài)進(jìn)行觀察和分析，對(duì)比篩選出最佳制備工藝。最后，以Cu粒子修飾后的石墨烯作為導(dǎo)電填料，采用原位聚合法制備了石墨烯/聚吡咯導(dǎo)電復(fù)合材料，對(duì)其進(jìn)行電阻率測(cè)試，研究石墨烯/Cu復(fù)合材料的添加對(duì)改善聚吡咯導(dǎo)電行為的作用。 研究結(jié)果表明：在石墨提純的最佳工藝條件下，石墨的碳含量高達(dá)99.91%。將Hummers法制備的氧化石墨通過(guò)微波加熱膨脹，超聲剝離，并結(jié)合水熱還原的制備工藝所獲得的石墨烯片層剝離程度和還原程度均較高，缺陷較少，其結(jié)構(gòu)得到了一定的修復(fù)。采用溶劑熱法和球磨法均可成功地將Cu粒子修飾在石墨烯片層表面，但是，相比之下溶劑熱法的修飾效果更為理想，在石墨烯片層上Cu粒子的負(fù)載量相對(duì)較多且分布較均勻，并且改用水-乙二醇作為反應(yīng)溶劑，更有利于溶液中的Cu2+在氧化石墨烯片層上的沉積并還原。石墨烯/Cu復(fù)合材料的添加極大地提高了聚吡咯的電導(dǎo)率，導(dǎo)電填料越多，形成的有效導(dǎo)電通路越多，致使石墨烯/聚吡咯復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電行為。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：黑龍江科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TQ127.11
【目錄】：

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