本文關(guān)鍵詞：氧化石墨烯納米片的制備及其在碳管分散中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 氧化石墨烯 納米片 超聲 表面活性劑 碳納米管 透明導(dǎo)電薄膜 附著力

【摘要】：石墨烯是一種具有單原子層厚度的二維納米材料,由于其優(yōu)異的電學(xué)、光學(xué)、熱力學(xué)及機(jī)械性能等,受到了人們極高的關(guān)注。氧化石墨烯(GO)是氧化還原法制備石墨烯的重要中間產(chǎn)物,同時(shí)由于其本身所具有的特殊化學(xué)結(jié)構(gòu),GO也被看做是一種新型二維柔性材料。由于GO本身含有許多親水和疏水官能團(tuán),因此具有良好的兩親特性,并且這些含氧官能團(tuán)的存在也使得其具有良好的生物相容性,在生物傳感器、藥物載體、生物成像、表面活性劑等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。特別是尺寸小于100 nm的氧化石墨烯納米片(GONSs),這些特性更為突出。但是目前制備GO納米片的方法主要是采用原料尺寸很小的晶型石墨纖維或者納米粉,或者是通過復(fù)雜的制備工藝和分離工藝來得到。這些方法低效、成本昂貴、工藝復(fù)雜。研發(fā)出一種可以采用普通石墨原料,大量制備GO納米片的方法,是目前國內(nèi)外從事石墨烯領(lǐng)域研究的一個(gè)重要方向。而且GO納米片本身也具有許多獨(dú)特的性能,其中之一就是對(duì)其他碳材料具有良好的分散效果,進(jìn)而制備全碳納米復(fù)合材料。本文分別采用了超聲輔助Hummers法制備片徑尺寸小于100 nm的GONSs,研究了超聲波對(duì)所制備GO的結(jié)構(gòu)和氧化程度的影響,并采用高功率的超聲波所產(chǎn)生的空化效應(yīng)和振動(dòng)效應(yīng)制備得到了平均片徑為50 nm勺GONS S。采用微波輔助-超聲法制備方法制備得到了平均片徑尺寸為30 nm 的GONSs,產(chǎn)率高達(dá)65%。并且我們還深入研究了微波輔助作用下的氧化刻蝕機(jī)理。我們采用制備的GONSs作為分散劑,對(duì)單壁碳納米管(SWCNTs)進(jìn)行分散,并采用紫外-可見光分光光度計(jì)對(duì)分散液離心前后進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)分散液具有很好的分散穩(wěn)定性。采用噴涂的方法在PET基底上制備得到了碳納米管透明導(dǎo)電薄膜,經(jīng)過還原、酸洗等方法對(duì)薄膜進(jìn)行了后處理。采用ScotchTM膠帶法測試薄膜的附著力,探討了附著力增強(qiáng)的機(jī)理,探討了不同后處理對(duì)薄膜附著力的影響。
【關(guān)鍵詞】：氧化石墨烯 納米片 超聲 表面活性劑 碳納米管 透明導(dǎo)電薄膜 附著力
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.1;O613.71
【目錄】：

• 學(xué)位論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-30
• 1.1 引言10-11
• 1.2 石墨烯概述11-18
• 1.2.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)11-13
• 1.2.2 石墨烯的合成方法13-18
• 1.3 氧化石墨烯及氧化石墨烯納米片18-26
• 1.3.1 氧化石墨烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)18-21
• 1.3.2 氧化石墨烯的性質(zhì)及應(yīng)用21-25
• 1.3.3 氧化石墨烯納米片的制備及應(yīng)用進(jìn)展25-26
• 1.4 碳納米管透明導(dǎo)電薄膜的研究進(jìn)展26-29
• 1.4.1 碳納米管的分散27
• 1.4.2 碳納米管透明導(dǎo)電薄膜的制備方法27-29
• 1.5 本課題研究的主要內(nèi)容29-30
• 第二章 采用超聲輔助Hummers法制備氧化石墨烯納米片30-38
• 2.1 引言30
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分30-33
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)所用化學(xué)試劑和實(shí)驗(yàn)設(shè)備30-31
• 2.2.2 改進(jìn)Hummers法制備氧化石墨烯31
• 2.2.3 采用超聲輔助Hummers法制備氧化石墨烯31-32
• 2.2.4 氧化石墨烯納米片的制備32
• 2.2.5 氧化石墨烯及其納米片的表征32-33
• 2.3 結(jié)果與討論33-37
• 2.3.1 改進(jìn)Hummers法制備氧化石墨烯及納米片的形貌分析33-34
• 2.3.2 超聲輔助Hummers法制備氧化石墨烯及納米片的形貌表征34-36
• 2.3.3 化學(xué)結(jié)構(gòu)分析36-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 第三章 微波輔助-超聲法制備多孔氧化石墨烯及納米片38-48
• 3.1 前言38-39
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分39-41
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與實(shí)驗(yàn)設(shè)備39-40
• 3.2.2 氧化石墨烯納米網(wǎng)的制備40
• 3.2.3 氧化石墨烯納米片的制備40
• 3.2.4 氧化石墨烯納米網(wǎng)及納米片的表征40-41
• 3.3 結(jié)果與討論41-47
• 3.3.1 GO/MnO_2復(fù)合物及GONMs的形貌分析41-45
• 3.3.2 氧化石墨烯納米片的形貌分析45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第四章 GONSs-碳納米管分散液配制及透明導(dǎo)電膜的制備48-58
• 4.1 前言48
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分48-50
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與實(shí)驗(yàn)設(shè)備48-49
• 4.2.2 單壁碳納米管的分散49
• 4.2.3 碳納米管透明導(dǎo)電薄膜的制備及后處理49-50
• 4.2.4 透明導(dǎo)電薄膜的性能表征50
• 4.3 結(jié)果與討論50-57
• 4.3.1 氧化石墨烯納米片分散單壁碳納米管性能的研究50-52
• 4.3.2 碳納米管透明導(dǎo)電薄膜的電學(xué)光學(xué)性能52-54
• 4.3.3 碳納米管透明導(dǎo)電薄膜附著力測試54-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 第五章 結(jié)論58-60
• 參考文獻(xiàn)60-68
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文和參加科研情況68-70
• 致謝70

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