本文關鍵詞：石墨烯制備及導電性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在碳材料中，石墨烯具有特殊的單層二維蜂窩狀結構，由于特殊的分子結構，使得石墨烯具有優(yōu)異的化學和物理性質(zhì)，例如：超高的比表面積（2630m2/g），導電性能（電導率106S/m），機械性能（楊氏模量有1TPa）等，在高科技領域中展現(xiàn)了巨大的潛力。但是由于石墨烯片層之間存在范德華力，促使分子層之間易發(fā)生團聚，不利于石墨烯的分散，導致電阻率升高和片層厚度增加，無法大規(guī)模高質(zhì)量的制備石墨烯。本研究致力于制備單層石墨烯，利用氧化還原法，制備具有單層高質(zhì)量的石墨烯；并且系統(tǒng)的考察了氧化劑和還原劑對制備石墨烯性能的影響，也深入探討了石墨烯與改性石墨烯制備的實驗條件；另外，，通過對石墨烯改性的研究，發(fā)現(xiàn)改性石墨烯可以在水溶液中穩(wěn)定分散。 在制備氧化石墨烯和石墨烯的方法中。通過改性Hummers法制備氧化石墨烯，深入討論了由攪拌速度，高錳酸鉀用量和低溫反應時間的變化對制備氧化石墨烯的影響。在還原氧化石墨烯的過程中，討論了還原劑和反應時間對實驗的影響。并且對氧化石墨烯和石墨烯做了紅外光譜，拉曼光譜，投射電子顯微鏡，原子力顯微鏡和熱重進行了表征并且測試氧化石墨烯的分散性和石墨烯的導電性。 研究氧化石墨烯，硅烷偶聯(lián)劑KH-560和葡萄糖反應制備改性石墨烯。通過紅外光譜，拉曼光譜，透射電子顯微鏡和原子力顯微鏡對改性石墨烯進行表征。同時測試改性石墨烯的分散性與導電性。 研究結果表明：氧化石墨烯的片層被打開，而且表面接枝了大量的含氧基團，并且其在水溶液中的分散性較好。由葡萄糖還原制備的石墨烯表面的含氧基團基本被去除而且具有較小的電阻率，電阻值為32.6·m。改性石墨烯在水溶液中具有較好的分散性，其片層呈現(xiàn)出不同尺寸，厚度在1.46nm，約為3-4層。電阻率為48.7·m，略高于石墨烯的電阻率，但是改性后的石墨烯在水溶液中具有較好的分散性。
【關鍵詞】：氧化石墨烯 石墨烯 電阻率 改性石墨烯
【學位授予單位】：北京印刷學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O613.71
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-6
• 目錄6-8
• 第一章 前言8-17
• 1.1 石墨烯的概述8-9
• 1.2 石墨烯制備方法的國內(nèi)外現(xiàn)狀9-15
• 1.2.1 機械剝離法10-11
• 1.2.2 化學氣相沉積法11-12
• 1.2.3 外延生長法12-13
• 1.2.4 化學氧化還原法13-14
• 1.2.5 其他方法14-15
• 1.3 研究內(nèi)容和研究目的意義15-17
• 1.3.1 研究內(nèi)容15-16
• 1.3.2 研究目的和意義16-17
• 第二章 石墨烯結構表征與應用17-27
• 2.1 石墨烯的結構及其性能17-19
• 2.2 石墨烯的表征19-23
• 2.2.1 紅外光譜表征法19
• 2.2.2 拉曼光譜表征法19-21
• 2.2.3 透射電子顯微鏡表征法21
• 2.2.4 原子力顯微鏡表征法21-22
• 2.2.5 X射線衍射表征法22-23
• 2.2.6 熱重分析表征法23
• 2.3 石墨烯的應用23-27
• 2.3.1 透明導電電極23-24
• 2.3.2 超級電容器24-25
• 2.3.3 傳感器25-27
• 第三章 氧化石墨烯的制備27-42
• 3.1 實驗部分27-32
• 3.1.1 實驗原料27
• 3.1.2 實驗儀器27-28
• 3.1.3 氧化石墨烯的制備28-29
• 3.1.4 氧化石墨烯的表征29-30
• 3.1.5 氧化石墨烯制備過程分析30-32
• 3.2 結果與表征32-41
• 3.2.1 實驗條件的優(yōu)化32-36
• 3.2.2 氧化石墨烯的表征36-40
• 3.2.3 氧化石墨烯的分散性40-41
• 3.3 本章小結41-42
• 第四章 石墨烯的制備42-51
• 4.1 實驗部分42-44
• 4.1.1 實驗原料42
• 4.1.2 實驗儀器42-43
• 4.1.3 石墨烯的制備43
• 4.1.4 石墨烯的表征43-44
• 4.2 結果與表征44-50
• 4.2.1 實驗條件優(yōu)化44-45
• 4.2.2 石墨烯的表征45-49
• 4.2.3 石墨烯的電阻率49-50
• 4.3 本章小結50-51
• 第五章 改性石墨烯的制備及其表征51-58
• 5.1 實驗部分51-53
• 5.1.1 實驗原料51
• 5.1.2 實驗儀器51-52
• 5.1.3 改性石墨烯的制備52-53
• 5.1.4 改性石墨烯的表征53
• 5.2 結果與表征53-57
• 5.2.1 改性石墨烯的表征53-56
• 5.2.3 改性石墨烯的電阻率56
• 5.2.4 改性石墨烯的分散性56-57
• 5.3 本章小結57-58
• 第六章 結論58-60
• 參考文獻60-66
• 碩士期間發(fā)表論文66-67
• 致謝67

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 彭黎瓊;謝金花;郭超;張東;;石墨烯的表征方法[J];功能材料;2013年21期

2 段淼;李四中;陳國華;;機械法制備石墨烯的研究進展[J];材料工程;2013年12期

3 梁彤祥;劉娟;王晨;;石墨烯的電子結構及其應用進展[J];材料工程;2014年06期

4 宮麗紅;張健;高軍;王殿榮;史克英;;Cu-Cu_2 O/RGO復合材料的制備及NO_x氣敏性能[J];人工晶體學報;2013年08期

5 馬艷紅;鄭保忠;韋良強;;聚合物/碳納米管復合材料的研究進展[J];塑料;2013年05期

6 常旭;;多層石墨烯的表面起伏的分子動力學模擬[J];物理學報;2014年08期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 杜憲;石墨烯的可控制備、后處理及其電化學電容性能研究[D];北京化工大學;2013年

2 李興華;納米磁粉/石墨烯異質(zhì)結構材料的制備及其應用研究[D];蘭州大學;2013年

3 馮紅彬;石墨烯及其復合材料的制備、性質(zhì)及應用研究[D];中國科學技術大學;2013年

4 江曼;石墨烯、碳納米管可飽和吸收體的制備及其用于被動調(diào)Q/鎖模激光器的實驗研究[D];西北大學;2013年

5 歐恩才;石墨烯分散液制備及其自組織現(xiàn)象研究[D];湖南大學;2012年

6 周訊;還原氧化石墨烯雜化材料的水熱法制備、結構表征及其吸附和光催化性質(zhì)的研究[D];合肥工業(yè)大學;2013年

7 王鴻;單晶石墨烯的化學氣相沉積法制備、氫氣刻蝕與同質(zhì)外延研究[D];中國科學技術大學;2013年

8 沈博;含銀、銅、鉍的石墨烯復合材料的制備和性能研究[D];中國地質(zhì)大學（北京）;2014年

9 聶仁峰;石墨烯基材料的制備及其在多相催化中的應用[D];浙江大學;2014年

10 曾健;荷能重離子引起高定向石墨和石墨烯的輻照效應研究[D];蘭州大學;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 傅廣港;靜電紡絲法構建碳系導電網(wǎng)絡骨架及其超級電容器性能[D];西南交通大學;2013年

2 祝遠帥;碳、硅低維納米材料的結構與催化性能研究[D];浙江工業(yè)大學;2013年

3 劉佳;鋰離子電池SnO_2納米球/石墨烯復合材料的制備及其電化學性能的研究[D];重慶大學;2013年

4 李強;摻雜多層石墨烯的電子結構與介電性質(zhì)研究[D];上海師范大學;2013年

5 鄒向華;氧化石墨烯的制備與還原及其光響應特性[D];湘潭大學;2013年

6 胡建國;功能化石墨烯納米復合材料的制備及其電化學應用[D];浙江師范大學;2013年

7 賀曉東;功能化石墨烯的制備及其催化應用[D];浙江大學;2012年

8 張潔;功能性納米復合材料的吸附—光催化性能的研究[D];齊魯工業(yè)大學;2013年

9 牛英華;石墨烯負載TiO_2和Cu_2O催化劑的制備及在CO_2資源化中的應用[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

10 路珍珍;幾種新型化學修飾電極的構建及其在環(huán)境檢測中的應用[D];湖南大學;2013年

  本文關鍵詞：石墨烯制備及導電性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：287867