本文關(guān)鍵詞：石墨烯改性及其復(fù)合材料制備與性能

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【摘要】：石墨烯是由碳原子緊密堆積而成的蜂窩狀二維納米材料,憑借其超大比表面積、高電導(dǎo)率及熱導(dǎo)率、高強(qiáng)度等一系列獨(dú)特性能,在電子電器、能源化工、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域極具應(yīng)用潛力,自2004年被發(fā)現(xiàn)以來一直備受廣大科研工作者矚目。為了充分利用石墨烯的優(yōu)異性能,本論文擬通過對其進(jìn)行修飾改性以制備性能良好的石墨烯復(fù)合材料,進(jìn)一步拓寬石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域。本文主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:1、通過原位聚合法制備聚N-異丙基丙烯酰胺/氧化石墨烯(GO)水凝膠復(fù)合材料,并采用化學(xué)還原法對其進(jìn)行還原,獲得聚N-異丙基丙烯酰胺/石墨烯復(fù)合水凝膠。結(jié)果表明:石墨烯的加入使凝膠的多孔結(jié)構(gòu)增加,水釋放通道增加。因而聚N-異丙基丙烯酰胺/石墨烯復(fù)合水凝膠顯示出更高的平衡溶脹率,更快的消溶脹速度以及更敏感的溫度響應(yīng)性。2、采用1-芘甲醇對石墨烯進(jìn)行修飾改性,通過溶液澆鑄及層疊熱壓法制備改性石墨烯(Gr-P)/聚四氟乙烯(PVDF)復(fù)合材料。結(jié)果表明:經(jīng)改性后的石墨烯能較好地分散在N,N-二甲基甲酰和PVDF基體中。同時(shí),制備獲得的Gr-P/PVDF復(fù)合材料的介電常數(shù)隨石墨烯含量提高而提高。當(dāng)復(fù)合材料中改性石墨烯的含量達(dá)到5wt%時(shí),在1×10~7Hz條件下介電常數(shù)為47.6,約為PVDF純樣的10.6倍。3、采用還原石墨烯與Li_2S在NMP中充分混合制備了Li_2S/Gr復(fù)合材料,并對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能表征。研究結(jié)果表明:Li_2S/Gr復(fù)合材料在電化學(xué)測試中表現(xiàn)出優(yōu)異性能。在0.1 A g~(-1)電流密度下,經(jīng)過長達(dá)50次的循環(huán)后,復(fù)合材料的容量仍保持在528 mA h g~(-1),與第10次循環(huán)容量(529 mA h g~(-1))相比幾乎沒有衰減。同時(shí),復(fù)合材料首次活化庫倫效率為50.9%,經(jīng)50次循環(huán)后達(dá)到了97.6%。
【關(guān)鍵詞】：石墨烯 改性 水凝膠 介電 鋰硫電池 復(fù)合材料
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB332;TQ127.11
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-31
• 1.1 石墨烯概述11-15
• 1.1.1 石墨烯的發(fā)現(xiàn)11-12
• 1.1.2 石墨烯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)12-13
• 1.1.3 石墨烯的制備13-15
• 1.2 石墨烯改性15-18
• 1.2.1 共價(jià)鍵改性15-16
• 1.2.2 非共價(jià)鍵改性16-18
• 1.3 石墨烯復(fù)合材料應(yīng)用18-29
• 1.3.1 智能水凝膠材料18-23
• 1.3.2 介電材料23-27
• 1.3.3 鋰硫電池27-29
• 1.4 本論文研究的主要目的、意義及內(nèi)容29-31
• 1.4.1 論文的主要目的及意義29-30
• 1.4.2 論文研究內(nèi)容30-31
• 第二章 聚（N-異丙基丙烯酰胺）/石墨烯復(fù)合水凝膠制備及其溶脹性能31-40
• 2.1 引言31-32
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分32-34
• 2.2.1 主要原料32
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備32-33
• 2.2.3 材料制備33-34
• 2.2.4 性能測試與表征34
• 2.3 結(jié)果與討論34-39
• 2.4 本章小結(jié)39-40
• 第三章 1-芘甲醇改性石墨烯及其PVDF復(fù)合材料制備與性能40-53
• 3.1 引言40-41
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分41-44
• 3.2.1 主要原料41
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備41-42
• 3.2.3 材料制備42-43
• 3.2.4 性能測試與表征43-44
• 3.3 結(jié)果與討論44-52
• 3.3.1 1-芘甲醇修飾改性石墨烯結(jié)構(gòu)分析（Gr-P）44-50
• 3.3.2 Gr-P/PVDF復(fù)合材料介電性能分析50-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 第四章 硫化鋰/石墨烯復(fù)合材料制備及電化學(xué)性能研究53-67
• 4.1 引言53-54
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分54-57
• 4.2.1 主要原料54
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備54
• 4.2.3 材料制備54-56
• 4.2.4 性能測試及表征56-57
• 4.3 結(jié)果與討論57-66
• 4.3.1 物相分析57-58
• 4.3.2 表面形貌與微結(jié)構(gòu)分析58-60
• 4.3.3 元素分布分析60-61
• 4.3.4 電化學(xué)性能分析61-66
• 4.4 本章小結(jié)66-67
• 第五章 結(jié)論、創(chuàng)新點(diǎn)和展望67-69
• 5.1 結(jié)論67-68
• 5.2 創(chuàng)新點(diǎn)68
• 5.3 展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-82
• 致謝82-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文與取得的其它研究成果83

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