石墨烯材料具有獨特的sp²雜化片層結(jié)構(gòu),有優(yōu)異的電子特性,量子效應以及出色的熱和機械性能,在電學,熱學,機械和化學領域有廣泛的應用。因此,開發(fā)一種高效的制備方法對于提高石墨烯的性能是非常重要的。與傳統(tǒng)氧化-還原法制備石墨烯相比,液相剝離法由于能較好的保存石墨烯的原始結(jié)構(gòu)、工藝簡單、成本低而成為當前制備石墨烯領域的研究熱點。另一方面,傳統(tǒng)用于剝離石墨的有機溶劑對空氣和濕度敏感,后續(xù)難分離且對環(huán)境造成污染。因此,選用一種穩(wěn)定的綠色環(huán)保有機溶劑對氧化石墨/氧化石墨烯原料進行剝離已經(jīng)成為我們的目標。NMMO結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、綠色環(huán)保、可重復利用,而且對氧化石墨及氧化石墨烯具有較好的還原效果,規(guī)�；a(chǎn)也不會對環(huán)境造成污染,因此被選作理想的剝離溶劑。本文主要對利用以N-甲基嗎啉-N-氧化物（NMMO）為溶劑液相剝離法制備石墨烯的新技術進行了探索研究。利用超聲輔助技術制得氧化石墨分散液,并將其分散至一水NMMO中,制得石墨烯納米材料。具體研究內(nèi)容如下:（1）氧化石墨采用改進的Hummers法制備,真空機械攪拌條件下與一水NMMO溶劑反應,分別水洗,真空干燥制得石墨烯納米材料。石墨氧化... 

【文章來源】：天津理工大學天津市

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

碳材料家族Figure1-1Carbonmaterials

[10]。圖1-2 石墨烯的特殊結(jié)構(gòu)Figure 1-2 Typical structure of graphene single-layer對于單層石墨烯而言，理想狀態(tài)下平整無缺陷，Meyer等[11]研究發(fā)現(xiàn)在電鏡下顯示有許多波紋，皺縮的褶皺存在于片狀結(jié)構(gòu)的石墨烯中，常規(guī)方法制備的石墨烯在高溫加熱過程中由于大比表面積，不穩(wěn)定，會通過自發(fā)的團聚來降低自身能量。如圖1-3[12]是石墨烯的微觀圖，由于石墨烯存在的這些褶皺，因此在許多方面具有優(yōu)異的性能和廣泛地應用前景[13-16]，如力學、電學和光學等。石墨烯的發(fā)現(xiàn)，科學家設想的單層碳原子層能夠獨立穩(wěn)定存在被證實

理、化學等領域性能表現(xiàn)優(yōu)異，基于此開展石墨烯的制備應用研究具有重要的指導意義。圖1-3 單層石墨烯的微觀示意圖[12]Figure 1-3 Micro structure graphene single-layer[12]1.2.2 石墨烯的制備方法目前，石墨烯的制備方法主要都是基于石墨的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，其制備方法包括物理制備和化學制備。2004年Geim等[1]采用微機械剝離法制備出單層石墨烯。由于自身優(yōu)異的性能，引起了廣泛的研究熱潮，而石墨烯的制備方法研究是研究其性能和應用的基礎。歷年來，世界各國科學家們研究了各種制備方案，逐漸發(fā)展出一系列的制備方法，例如，機械剝離法、液相剝離法、氧化還原法以及化學氣相沉積法等。（1）機械剝離法2004年，Geim等[1]通過機械剝離制備出單層穩(wěn)定，高度結(jié)晶的石墨烯。主要的制備方法是在1 mm厚的高取向熱解石墨表面使用氧等離子體進行離子刻蝕，在20 μm-2 mm寬、5 μm深度的微溝槽表面刻蝕時

【參考文獻】：
期刊論文
[1]膠帶粘黏法制備石墨烯存在的問題探討[J]. 王天博.  甘肅科技. 2017(23)
[2]電化學剝離制備石墨烯及其光電特性研究進展[J]. 平蘊杰,龔佑寧,潘春旭.  中國激光. 2017(07)
[3]石墨烯復合材料的制備及應用研究進展[J]. 楊文彬,張麗,劉菁偉,劉歡銳,唐兵華.  材料工程. 2015(03)
[4]石墨烯的化學氣相沉積法制備及其表征[J]. 鄒鵬,石文榮,楊書華,黃德歡.  材料科學與工程學報. 2014(02)
[5]石墨烯的制備與表征[J]. 謝普,于杰,秦軍,鄧青,黃浩,許國楊,呂晴.  貴州化工. 2010(04)



本文編號：3327627