本文關鍵詞：石墨烯高效制備及聚苯胺原位聚合修飾導電增強研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：石墨烯作為一種新型的二維碳材料,自從發(fā)現(xiàn)以來受到了極大的關注和研究,其優(yōu)異的電學性能、力學性能、熱學性能等都引起了廣大研究人員濃厚的興趣。目前,石墨烯的研究主要集中在石墨烯的大規(guī)模產業(yè)化制備、石墨烯的應用這兩大領域,其中氧化還原法制備石墨烯憑借著其低成本、易控制、工藝簡單得到了大量應用。本文首先對氧化劑的種類和用量進行了討論,確定了濃硫酸和高錳酸鉀的用量比例,當鱗片石墨為0.5g時,在5g高錳酸鉀和60ml濃硫酸的體系下,通過在氧化的過程中采用超聲輔助,不僅可以進一步增大層間距,最大可為0.825nm,還可以進一步降低制得的氧化石墨烯碳氧比,最低可達1.03。這種在氧化的過程中使用超聲輔助的方法不僅可以大量節(jié)約原料氧化劑、縮短氧化時間,而且制得的氧化石墨烯具有含氧量豐富、層間距較大等優(yōu)點;基于制得的氧化石墨烯,本文針對水合肼和氫碘酸這兩種典型的還原劑的還原效果進行了討論,通過對還原后的石墨烯進行結構與性能的表征和分析,發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯薄膜經過水合肼還原后的粉末狀石墨烯含氧量較低、還原程度高,但是存在團聚較為嚴重,導電性能不佳等缺點;而經過氫碘酸還原后的石墨烯保持薄膜狀,還原程度不夠徹底,但是由于保留了薄膜結構,導電性更優(yōu),方塊電阻最低可以達到89??□。不同的還原方法制備不同性能的石墨烯,可以為后續(xù)在不同領域中應用的石墨烯制備提供一種思路。最后,針對還原氧化石墨烯導電性不夠高的缺點,本文通過使用不同用量的導電高分子聚苯胺對氧化石墨烯進行修飾改性,并選取導電效果更好的氫碘酸對其進行還原處理,從而構建以石墨烯為片、聚苯胺為鏈的導電網絡結構,改善氧化還原法制得的石墨烯的導電性。通過對其進行檢測分析,其中少量聚苯胺修飾的石墨烯復合材料中,聚苯胺作為導電鏈段有效提高了復合材料的導電性,方塊電阻最低可以達到12??□;而較多聚苯胺修飾的石墨烯復合材料中大量的聚苯胺鏈段抑制了氧化石墨烯的還原,導致復合材料導電性更多取決于聚苯胺本身的導電性,方塊電阻約為700??□。
【關鍵詞】：石墨烯 氫碘酸 聚苯胺 修飾改性
【學位授予單位】：湖北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ127.11;O633.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-26
• 1.1 石墨烯背景介紹9-10
• 1.2 石墨烯的制備方法10-15
• 1.3 石墨烯的修飾改性15-19
• 1.3.1 共價鍵修飾改性16-17
• 1.3.2 非共價鍵修飾改性17-19
• 1.4 石墨烯的應用19-22
• 1.4.1 石墨烯／聚合物復合材料19-21
• 1.4.2 石墨烯/納米無機復合材料21-22
• 1.5 石墨烯/導電聚合物復合材料22-24
• 1.6 研究思路24
• 1.7 研究目的意義及內容24-26
• 1.7.1 研究目的與意義24-25
• 1.7.2 研究內容25-26
• 第二章 氧化石墨烯的制備與研究26-40
• 2.1 引言26-27
• 2.2 實驗部分27-29
• 2.2.1 實驗原料及儀器27
• 2.2.2 實驗內容27-29
• 2.2.3 材料表征29
• 2.3 結果與討論29-39
• 2.3.0 實驗現(xiàn)象29-31
• 2.3.1 高錳酸鉀用量對氧化石墨烯的影響31-33
• 2.3.2 濃硫酸用量對氧化石墨烯的影響33-36
• 2.3.3 超聲波對氧化石墨烯的影響36-38
• 2.3.4 掃描電鏡圖像(SEM)分析38-39
• 2.3.5 透射電鏡圖像(TEM)分析39
• 2.4 本章小結39-40
• 第三章 不同還原劑還原效果的研究40-47
• 3.1 引言40-41
• 3.2 實驗部分41-42
• 3.2.1 實驗原料及設備41
• 3.2.2 實驗內容41-42
• 3.2.3 材料表征42
• 3.3 結果與討論42-46
• 3.3.1 還原實驗現(xiàn)象討論42-43
• 3.3.2 X射線衍射圖譜（XRD）分析43
• 3.3.3 紅外圖譜（FTIR）分析43-44
• 3.3.4 掃描電鏡圖像（SEM）分析44-45
• 3.3.5 透射電鏡圖像（TEM）分析45
• 3.3.6 電學性能分析45-46
• 3.4 結論46-47
• 第四章 石墨烯/聚苯胺復合材料的制備與研究47-59
• 4.1.引言47-48
• 4.2 實驗部分48-50
• 4.2.1 實驗原料及設備48-49
• 4.2.2 實驗內容49-50
• 4.2.3 材料表征50
• 4.3 結果討論與分析50-58
• 4.3.1 紅外光譜測試分析50-52
• 4.3.2 紫外光譜測試分析52-53
• 4.3.3 掃描電鏡測試分析53-55
• 4.3.4 透射電鏡測試分析55-57
• 4.3.5 不同添加量的苯胺原位聚合對復合材料導電性能的影響57-58
• 4.4 本章結論58-59
• 第五章 結論與展望59-61
• 5.1 本論文主要結論59
• 5.2 展望59-61
• 參考文獻61-67
• 致謝67-68
• 附錄68

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6 傅強;包信和;;石墨烯的化學研究進展[J];科學通報;2009年18期

7 ;納米中心石墨烯相變研究取得新進展[J];電子元件與材料;2009年10期

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

10 萬勇;馬廷燦;馮瑞華;黃健;潘懿;;石墨烯國際發(fā)展態(tài)勢分析[J];科學觀察;2010年03期

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1 成會明;;石墨烯的制備與應用探索[A];中國力學學會學術大會'2009論文摘要集[C];2009年

2 錢文;郝瑞;侯仰龍;;液相剝離制備高質量石墨烯及其功能化[A];中國化學會第27屆學術年會第04分會場摘要集[C];2010年

3 張甲;胡平安;王振龍;李樂;;石墨烯制備技術與應用研究的最新進展[A];第七屆中國功能材料及其應用學術會議論文集（第3分冊）[C];2010年

4 趙東林;白利忠;謝衛(wèi)剛;沈曾民;;石墨烯的制備及其微波吸收性能研究[A];第七屆中國功能材料及其應用學術會議論文集（第7分冊）[C];2010年

5 沈志剛;李金芝;易敏;;射流空化方法制備石墨烯研究[A];顆粒學最新進展研討會——暨第十屆全國顆粒制備與處理研討會論文集[C];2011年

6 王冕;錢林茂;;石墨烯的微觀摩擦行為研究[A];2011年全國青年摩擦學與表面工程學術會議論文集[C];2011年

7 趙福剛;李維實;;樹枝狀結構功能化石墨烯[A];2011年全國高分子學術論文報告會論文摘要集[C];2011年

8 吳孝松;;碳化硅表面的外延石墨烯[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

9 周震;;后石墨烯和無機石墨烯材料:計算與實驗的結合[A];中國化學會第28屆學術年會第4分會場摘要集[C];2012年

10 周琳;周璐珊;李波;吳迪;彭海琳;劉忠范;;石墨烯光化學修飾及尺寸效應研究[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

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1 姚耀;石墨烯研究取得系列進展[N];中國化工報;2009年

2 劉霞;韓用石墨烯制造出柔性透明觸摸屏[N];科技日報;2010年

3 記者 王艷紅;“解密”石墨烯到底有多奇妙[N];新華每日電訊;2010年

4 本報記者 李好宇 張們捷(實習) 特約記者 李季;石墨烯未來應用的十大猜想[N];電腦報;2010年

5 證券時報記者 向南;石墨烯貴過黃金15倍 生產不易炒作先行[N];證券時報;2010年

6 本報特約撰稿 吳康迪;石墨烯 何以結緣諾貝爾獎[N];計算機世界;2010年

7 記者 謝榮　通訊員 夏永祥 陳海泉 張光杰;石墨烯在泰實現(xiàn)產業(yè)化[N];泰州日報;2010年

8 本報記者 紀愛玲;石墨烯：市場未啟 炒作先行[N];中國高新技術產業(yè)導報;2011年

9 周科競;再說石墨烯的是與非[N];北京商報;2011年

10 王小龍;新型石墨烯材料薄如紙硬如鋼[N];科技日報;2011年

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1 呂敏;雙層石墨烯的電和磁響應[D];中國科學技術大學;2011年

2 羅大超;化學修飾石墨烯的分離與評價[D];北京化工大學;2011年

3 唐秀之;氧化石墨烯表面功能化修飾[D];北京化工大學;2012年

4 王崇;石墨烯中缺陷修復機理的理論研究[D];吉林大學;2013年

5 盛凱旋;石墨烯組裝體的制備及其電化學應用研究[D];清華大學;2013年

6 姜麗麗;石墨烯及其復合薄膜在電極材料中的研究[D];西南交通大學;2015年

7 姚成立;多級結構石墨烯/無機非金屬復合材料的仿生合成及機理研究[D];安徽大學;2015年

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9 梁巍;基于石墨烯的氧還原電催化劑的理論計算研究[D];武漢大學;2014年

10 王義;石墨烯的模板導向制備及在電化學儲能和腫瘤靶向診療方面的應用[D];復旦大學;2014年

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6 黃凌燕;石墨烯拉伸性能與尺度效應的研究[D];華南理工大學;2012年

7 劉汝盟;石墨烯熱振動分析[D];南京航空航天大學;2012年

8 雷軍;碳化硅上石墨烯的制備與表征[D];西安電子科技大學;2012年

9 于金海;石墨烯的非共價功能化修飾及載藥系統(tǒng)研究[D];青島科技大學;2012年

10 李晶;高分散性石墨烯的制備[D];上海交通大學;2013年

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