【摘要】：作為碳系材料中的重要成員,石墨烯,具有單層碳原子緊密堆積而成的二維蜂窩狀晶體結(jié)構(gòu),獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)使其具有較大的比表面積、優(yōu)異的導(dǎo)電性和良好的機(jī)械性能。但二維結(jié)構(gòu)的存在使得石墨烯的層層之間具有較強(qiáng)的范德華力,二維石墨烯團(tuán)聚堆積的缺陷阻礙了其在諸多應(yīng)用方面的拓展,如電極材料、傳感材料等方面。因此,將二維石墨烯組裝成為三維多孔結(jié)構(gòu)可以很好地解決其在應(yīng)用上的問(wèn)題。本論文以天然石墨粉的氧化還原及三維多孔結(jié)構(gòu)的構(gòu)建為主要研究?jī)?nèi)容,分別采用水熱交聯(lián)法和模板法構(gòu)建了三維多孔石墨烯。并通過(guò)X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、紅外光譜(FT-IR)、熱重(TG)及BET氮吸附等分析方法對(duì)材料進(jìn)行了表征。以改進(jìn)的Hummers法為基礎(chǔ),通過(guò)控制中溫和高溫反應(yīng)時(shí)間,分別制備出氧化石墨烯粉體GO1和GO2。高溫反應(yīng)制得的氧化石墨烯粉體(GO2)結(jié)晶度較高、剝離效果好、褶皺明顯。利用水熱、水合肼和葡萄糖還原法分別對(duì)GO2樣品進(jìn)行還原處理,制備出三組還原氧化石墨烯rGO水熱、rGO水合肼和rGO葡萄糖。水熱處理溫度為180℃,保溫12h;水合肼還原溫度95℃,保溫12h;葡萄糖還原溫度95℃,保溫12h。三種還原方法制得的rGO含氧官能團(tuán)基本被消除,片層表面出現(xiàn)了金屬光澤,熱穩(wěn)定性均有明顯的提高,其中以葡萄糖還原效果最佳。以GO2為前驅(qū)體,采用水熱交聯(lián)法和模板法構(gòu)建三維多孔石墨烯3D rGO水熱和3D rGO-CaCO_3。水熱交聯(lián)法處理溫度為180℃,保溫24 h;模板法采用碳酸鈣為模板、葡萄糖為還原劑,用鹽酸溶液刻蝕模板。水熱交聯(lián)法和碳酸鈣模板法均成功地將二維石墨烯組裝成為三維多孔結(jié)構(gòu),孔徑以介孔為主,比表面積和孔容均明顯優(yōu)于片層結(jié)構(gòu)石墨烯,且3D rGO水熱的比表面積和孔容優(yōu)于3D rGO-CaCO_3,且孔徑分布范圍窄、更均一。
【圖文】：

圖 1.1 碳原子 sp2 雜化示意圖（a）及石墨烯的結(jié)構(gòu)示意圖（b）Fig.1.1 sp2 hybrid carbon atoms (a) and stucture of graphene (b) 石墨烯的特性

圖 1.2 納米探測(cè)測(cè)量石墨烯機(jī)械強(qiáng)度示意圖Fig.1.2 Diagram of nano-scale measurement for graphene學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TQ127.11

【參考文獻(xiàn)】

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1 高鏡媚;;傳感器及智能化儀器儀表在重點(diǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用概述[J];儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化與計(jì)量;2013年04期

2 鄒志宇;戴博雅;劉忠范;;石墨烯的化學(xué)氣相沉積生長(zhǎng)與過(guò)程工程學(xué)研究[J];中國(guó)科學(xué):化學(xué);2013年01期

3 李靜;李利軍;高艷芳;劉進(jìn)榮;;模板法制備納米材料[J];材料導(dǎo)報(bào);2011年S2期

4 王瑞莉;沈誠(chéng);李戎;宋陽(yáng);王建慶;;新型抗靜電整理劑ITO(摻錫氧化銦)[J];印染;2010年16期

5 張偉娜;何偉;張新荔;;石墨烯的制備方法及其應(yīng)用特性[J];化工新型材料;2010年S1期

6 李晶;賴(lài)延清;李頡;劉業(yè)翔;;導(dǎo)電聚苯胺電極材料在超級(jí)電容器中的應(yīng)用及研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2006年12期

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本文編號(hào)：2557478