電子信息時(shí)代的快速發(fā)展,帶動(dòng)了新材料的發(fā)展,同時(shí)也對(duì)新材料提出了新的要求�！靶虏牧现酢�-石墨烯憑借其優(yōu)異的光、電、熱等特性備受關(guān)注和期待。但石墨烯極易團(tuán)聚,難以在各類基質(zhì)中均勻分散,因而需要對(duì)其改性。目前,石墨烯的制備與功能化改性往往分步進(jìn)行,開發(fā)出具有經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、可規(guī)�；苽鋬�(yōu)勢(shì)的功能化石墨烯,對(duì)石墨烯應(yīng)用價(jià)值的開發(fā)具有重要意義。因此,本文從天然鱗片石墨出發(fā),圍繞石墨烯的制備和功能改性展開研究,開發(fā)新策略,改善石墨烯易團(tuán)聚問題。其主要研究?jī)?nèi)容如下:以濃硫酸為球磨助劑,對(duì)天然鱗片石墨進(jìn)行濕法球磨。濃硫酸在石墨的剝離過程中起到氧化、插層的作用。該策略可以制備出石墨烯,并改善石墨烯在水及部分極性有機(jī)溶劑中的分散性。由于石墨具有完整的π共軛結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出優(yōu)異的化學(xué)惰性,經(jīng)過濃硫酸輔助剝離獲得低氧化石墨烯,其含氧量、表觀顏色等均與石墨相似,表明其氧化程度低,結(jié)構(gòu)、性能保留完整。Diels-Alder反應(yīng)具有反應(yīng)條件溫和及熱可逆等特性,結(jié)合濕法球磨剝離的高效性,實(shí)現(xiàn)從石墨到功能化石墨烯的簡(jiǎn)便制備。所制備的功能化石墨烯（G-MA）在水和常見的極性溶劑中表現(xiàn)出優(yōu)異的分散性。因此,在沒有粘合劑及表面活... 

【文章來源】：華僑大學(xué)福建省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

(a)單層石墨烯烯理論結(jié)構(gòu)示示意圖；(b)石石墨烯系列材材料的厚度及及其分類

華僑大學(xué)碩士學(xué)位論文21.2石墨烯的性質(zhì)石墨烯特殊的平面型二維晶體結(jié)構(gòu)，賦予石墨烯較三維的石墨材料，一維的碳納米管，零維的富勒烯所不具備的一些優(yōu)異性能[10,11]。圖1.2展示了石墨烯的部分優(yōu)異特性。從圖中可知，石墨烯擁有的比表面積可達(dá)2630m2·g-1[12]，室溫下載流子遷移率能夠達(dá)到2×105cm2·V-1·S-1[13]，其單層具備高透光率（97.7%）[14]、高強(qiáng)度（楊氏模量1TPa）[15]，高導(dǎo)熱（5000W·m-1·K-1）[16]。此外，石墨烯還具有室溫量子霍爾效應(yīng)[17]及室溫鐵磁性[18]等特殊性質(zhì)。這些特殊的性質(zhì)，讓石墨烯在各個(gè)領(lǐng)域施展拳腳，使其成為近幾年來最受矚目的碳材料、納米材料、功能材料，引起廣泛的關(guān)注和研究[19-21]。圖1.2石墨烯優(yōu)異特性展示除上述特性外，石墨烯還具有其他潛在特性。2018年，麻省理工學(xué)院的PabloJarillo-Herrero和他的同事發(fā)現(xiàn)石墨烯的超導(dǎo)特性[22]。兩個(gè)單片層石墨烯片（圖1.3中的藍(lán)色和黑色）在1.7k溫度下相對(duì)彼此以一定角度堆疊（約1.1°）可表現(xiàn)出超導(dǎo)特性，該角度被成為“魔角”。隨后三層石墨烯片中亦發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)電性跡象[23]，且相對(duì)于雙層石墨烯超導(dǎo)，三層石墨烯不必發(fā)生扭曲。石墨烯超導(dǎo)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)有助于科研人員加快對(duì)銅氧化物的超導(dǎo)研究。相信不久的將來，基于石墨烯超導(dǎo)特性的應(yīng)用將興起，其零電阻特性的優(yōu)勢(shì)可用于電力輸送，減少電力傳輸損耗，還可以用于制造超導(dǎo)電池等。

第1章緒論3圖1.3兩個(gè)單片層石墨烯的轉(zhuǎn)角堆疊，θ約1.1°1.3石墨烯的制備石墨烯作為產(chǎn)、學(xué)、研的熱點(diǎn)材料，其制備方法一直受到關(guān)注和研究。石墨烯可以從塊狀石墨中通過物理手段進(jìn)行層層剝離制備，也可以通過控制碳原子在二維平面上的生長(zhǎng)進(jìn)行制備。目前石墨烯的制備方法主要分為以機(jī)械剝離為主的物理法，以及氧化還原、化學(xué)氣相沉積、電化學(xué)法等為主的化學(xué)法，如圖1.4所示[24-26]。根據(jù)其制備方法的不同，所制備出來的石墨烯也存在較大差異，其差異主要體現(xiàn)在石墨烯片層厚度、缺陷度等方面。在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，可根據(jù)制備成本、質(zhì)量要求、應(yīng)用領(lǐng)域的不同選用不同制備方法。圖1.4石墨烯的不同制備方法1.3.1物理法制備石墨烯物理法制備石墨烯，顧名思義主要是以天然鱗片石墨為原料，在“力”的

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]石墨烯在涂鍍層防腐領(lǐng)域的應(yīng)用研究及進(jìn)展[J]. 李澤民,王勝民,趙曉軍,張俊,潘艷芝.  表面技術(shù). 2020(01)
[2]石墨烯制備方法及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 俞兆亮,劉建強(qiáng),王芳.  冶金與材料. 2019(06)
[3]Graphene Nanostructure?Based Tactile Sensors for Electronic Skin Applications[J]. Pei Miao,Jian Wang,Congcong Zhang,Mingyuan Sun,Shanshan Cheng,Hong Liu.  Nano-Micro Letters. 2019(04)
[4]化工新材料幻變出的5G時(shí)代[J]. 周文俊.  廣州化工. 2019(07)
[5]Comprehensive Application of Graphene: Emphasis on Biomedical Concerns[J]. S.Syama,P.V.Mohanan.  Nano-Micro Letters. 2019(01)
[6]用于鋰離子電池的石墨烯導(dǎo)電劑:緣起、現(xiàn)狀及展望[J]. 蘇方遠(yuǎn),唐睿,賀艷兵,趙嚴(yán),康飛宇,楊全紅.  科學(xué)通報(bào). 2017(32)
[7]鋰離子電池的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 王鵬博,鄭俊超.  自然雜志. 2017(04)
[8]鋰離子電池正極材料研究進(jìn)展[J]. 王亞平,胡淑婉,曹峰.  電源技術(shù). 2017(04)
[9]石墨烯和氧化石墨烯的表面功能化改性[J]. 黃國家,陳志剛,李茂東,楊波,辛明亮,李仕平,尹宗杰.  化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(10)
[10]基于對(duì)氨基苯磺酸重氮鹽功能化制備親水性磺化石墨烯的研究[J]. 林菊香,董菁,陳丹青,陳國華.  中國科學(xué):化學(xué). 2016(08)



本文編號(hào)：3595139