【摘要】：石墨烯因其獨特的結(jié)構(gòu)及特性在諸多領(lǐng)域均發(fā)揮著重要的作用,本論文主要研究表面石墨烯及其復(fù)合材料的疏水自清潔性能。通常來說,實現(xiàn)自清潔一般有兩種方式：一是構(gòu)筑超親水表面,二是構(gòu)筑超疏水表面。超疏水表面一般指水滴和表面的接觸角大于150°并且滾動角小于10°,水滴極易從表面滾落從而實現(xiàn)自清潔。本論文主要研究以化學(xué)還原氧化石墨烯為結(jié)構(gòu)單元來構(gòu)筑超疏水表面,研究內(nèi)容如下：(1)疏水石墨烯微納結(jié)構(gòu)表面構(gòu)筑：首先利用掩膜版曝光制備周期分別為9um、8um、4um的微米基底并采用3-氨丙基三乙氧基硅氧烷(APS)溶液對基底進(jìn)行氨基化處理,進(jìn)一步將氧化石墨烯片(GO)自組裝在基底上并退火以實現(xiàn)GO與基底的化學(xué)鍵結(jié)合,得到的修飾基底用苯胺化學(xué)還原GO,再用氟硅烷修飾,從而得到接近超疏水的表面,實驗中利用這種方法能夠制備出接觸角為148.01°,滾動角特別大的表面,這為后續(xù)的石墨烯-二氧化鈦復(fù)合結(jié)構(gòu)自清潔表面的構(gòu)筑奠定了基礎(chǔ)。(2)超疏水石墨烯-二氧化鈦微納結(jié)構(gòu)表面構(gòu)筑：利用靜電自組裝的方法制備石墨烯與二氧化鈦復(fù)合物,通過一系列的測試對比我們發(fā)現(xiàn)：與碳納米管和二氧化鈦的復(fù)合物相比,石墨烯-二氧化鈦復(fù)合物構(gòu)筑的表面具有優(yōu)異的自清潔功能。納米二氧化鈦的加入能夠增加表面的接觸角,同時減小滾動角,從而達(dá)到真正的超疏水。石墨烯-二氧化鈦復(fù)合體系中,石墨烯能夠拓展二氧化鈦的吸收光譜至可見光從而能夠光催化分解不溶于水的有機(jī)物,以此復(fù)合體系構(gòu)筑出的微納結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到真正意義上的表面自清潔。
[Abstract]:Graphene plays an important role in many fields because of its unique structure and characteristics. In this paper, the hydrophobic self-cleaning properties of graphene and its composites are studied. Generally speaking, there are two ways to realize self-cleaning: one is to construct superhydrophilic surface, the other is to construct superhydrophobic surface. Superhydrophobic surface generally refers to the contact angle of water droplet and surface is more than 150 擄and the rolling angle is less than 10 擄. Water droplets are easy to roll off the surface and realize self-cleaning. In this thesis, the superhydrophobic surface was constructed by chemical reduction of graphene oxide. The main contents are as follows: (1) Surface construction of hydrophobic graphene microstructures: firstly, the micron substrates with a period of 9umn ~ 8umn ~ 4um were prepared by mask plate exposure, and the substrate was treated with 3-aminopropyl triethoxysiloxane (APS) solution. Furthermore, the (GO) of graphene oxide was self-assembled on the substrate and annealed to achieve the binding of go to the substrate. The modified substrate was chemically reduced by aniline and then modified with fluorosilane to obtain a surface close to superhydrophobic. By using this method, the surface with a contact angle of 148.01 擄and a particularly large rolling angle can be prepared. This laid a foundation for the subsequent construction of self-cleaning surface of graphene titanium dioxide composite structure. (2) Surface construction of superhydrophobic graphene and titanium dioxide microstructures: the composite of graphene and titanium dioxide was prepared by electrostatic self-assembly. Through a series of tests and comparisons we found that the surface constructed by graphene-titanium dioxide composites has excellent self-cleaning function compared with the composites of carbon nanotubes and titanium dioxide. The addition of nano-TiO _ 2 can increase the contact angle of the surface and decrease the rolling angle so that the real superhydrophobic can be achieved. In the graphene-titanium dioxide composite system, graphene can expand the absorption spectrum of titanium dioxide to visible light, so that it can photocatalyze the decomposition of organic matter that is insoluble in water. The micro / nano structure constructed by this composite system can achieve the true self-cleaning of the surface.
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ127.11

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本文編號：2148014