【摘要】：傳統(tǒng)理論研究認為,二維晶體由于熱不穩(wěn)定性很難獨立存在。但是自2004年石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來,打破了傳統(tǒng)理論研究束縛,打開了新的二維納米功能材料的研究領域,具有里程碑的意義。近幾年,針對石墨烯的研究熱潮依舊如火如荼,石墨烯在力學、電學和熱學方面表現(xiàn)出非常優(yōu)異的性質(zhì),石墨烯這些突出的性能可望應用于超級電容器、電池電極材料、高性能納米電子器件等領域,具有非常廣闊的應用前景。石墨烯被科學界稱為有可能取代硅成為未來的半導體材料。石墨烯的巨大應用前景推動了其制備方法的研究。近年來,化學法制備石墨烯因其對納米級石墨片層的可控性大于機械剝離法,因此伴隨著其研究方向也大多集中在化學法制備石墨烯,然而石墨烯許多本征物性的發(fā)現(xiàn)卻來自于微機械剝離的制備。本文主要針對機械球磨法制備石墨烯,根據(jù)目前研究比較成熟的立式攪拌研磨法和行星式球磨法,為解決在以上兩種球磨方法中,不可避免的存在磨球沖擊研磨材料現(xiàn)象,設計出一種能夠提供純剪切剝離制備石墨烯的新型球磨方法。石墨烯獨特的二維晶體結(jié)構(gòu)要求其在機械剝離制備過程中,如何能夠保存其二維晶格結(jié)構(gòu)的同時,獲得較大徑厚比的石墨烯片層成為關(guān)鍵問題。粉碎研磨理論研究中,磨球沖擊研磨材料對于細化研磨對象是有利的,但是并不有利于保存石墨烯的二維晶格結(jié)構(gòu)和獲得較大徑厚比的石墨烯片層。因此,設計一種能夠提供有效剪切效果并避免磨球沖擊現(xiàn)象的球磨方法,對于機械法制備石墨烯是非常有意義的。本文以新型球磨設備為研究對象,以國內(nèi)外對于機械剝離制備石墨烯過程的理論研究為基礎,基于EDEM離散元仿真軟件仿真分析在此新球磨設備中磨球的運動規(guī)律,研究論證使用該球磨方法制備石墨烯的可行性。并以SDS作為分散劑,確定一定的工藝參數(shù)如轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速、磨球直徑等,經(jīng)實驗制備石墨烯后,通過SEM和拉曼光譜來表征制備所得石墨烯片層的質(zhì)量,以此論證該方法的可行性。經(jīng)研究分析得出,此新型球磨設備能夠制備出少數(shù)層且較大徑厚比的石墨烯,同時對比不同研磨時間制得樣品的SEM圖,表明此設備對于避免磨球沖擊石墨片層的破壞行為是有效的。
【圖文】：

存其二維晶格結(jié)構(gòu)的同時，獲得較大徑厚比磨理論研究中，磨球沖擊研磨材料對于細化研存石墨烯的二維晶格結(jié)構(gòu)和獲得較大徑厚比提供有效剪切效果并避免磨球沖擊現(xiàn)象的球常有意義的。性質(zhì)及應用結(jié)構(gòu)及表面形態(tài)石墨片的單層二維碳原子層，它是由單層碳、 鍵共價鍵連接而成的具有規(guī)則對稱的理4nm，是目前世界上發(fā)現(xiàn)的最薄的二維晶體材圖。

圖 1.2 石墨烯的碳基二維晶體構(gòu)成石墨材料的形成方式b）翹曲形成零維富勒烯；（c）卷曲形成一維的碳納米管；（三維的石墨e form of graphene that forms the basic structural unit of graphite ；(b)The warping forms a zero-dimensional fullerene；(c)The cuonal carbon nanotube；(d)The stacking forms a three-dimensiona單層二維原子晶體結(jié)構(gòu)具有很高的理論比表面積，]。它的表面并非平整，而是布滿了特殊的褶皺，這種學和熱學等方面表現(xiàn)優(yōu)異的性能。這些褶皺的形成是晶體易受熱起伏以及其表面含有殘存的含氧官能團的的性質(zhì)質(zhì)世界上最薄卻也是最堅硬的納米材料。石墨烯因其獨
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ127.11

【參考文獻】

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本文編號：2668026