石墨烯作為一種新型碳納米材料,具備優(yōu)異的電學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)特征,在柔性可穿戴器件、微型超級(jí)電容器、鋰離子電池、太陽(yáng)能電池和生物傳感器等領(lǐng)域都具有極大的潛在價(jià)值,因而引起了廣泛的關(guān)注。但因?yàn)橹苽涔に嚨膹?fù)雜性和較高的制備成本,石墨烯的應(yīng)用發(fā)展受到了很大的限制。激光工藝作為先進(jìn)制造的代表,具有高效、非接觸、無(wú)污染等一系列優(yōu)勢(shì),將激光工藝引入到石墨烯的制備中已經(jīng)成為了熱門的研究方向。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于激光制備石墨烯工藝的研究多集中于激光化學(xué)氣相沉積(LCVD)、脈沖激光沉積(PLD)、激光還原氧化石墨烯等,這些工藝相比于傳統(tǒng)的化學(xué)氣相沉積(CVD)、機(jī)械剝離法等傳統(tǒng)制備工藝已經(jīng)取得了較為顯著的進(jìn)步,但仍有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化激光制備石墨烯的工藝方法,實(shí)現(xiàn)一步法制備石墨烯,本文主要研究了利用激光誘導(dǎo)技術(shù)制備激光誘導(dǎo)石墨烯(Laser induced graphene,LIG)的工藝方法。激光誘導(dǎo)石墨烯(LIG)的概念最早由美國(guó)萊斯大學(xué)的Jame課題組首先提出的,該石墨烯是一種三維立體結(jié)構(gòu)的多孔納米石墨烯材料,除了具備石墨烯的基本優(yōu)點(diǎn)外,還具有更穩(wěn)定的力學(xué)結(jié)構(gòu)特征,在儲(chǔ)能、柔性可穿...

【文章頁(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 石墨烯概述
        1.1.1 石墨烯的研究背景
        1.1.2 二維石墨烯的結(jié)構(gòu)與特性
        1.1.3 三維石墨烯研究與發(fā)現(xiàn)
        1.1.4 石墨烯的應(yīng)用前景
    1.2 常規(guī)石墨烯制備方法
        1.2.1 機(jī)械剝離法制備石墨烯
        1.2.2 化學(xué)氣相沉積法制備石墨烯
        1.2.3 外延生長(zhǎng)法制備石墨烯
        1.2.4 氧化還原法制備石墨烯
        1.2.5 液相剝離法制備石墨烯
    1.3 激光制備石墨烯
        1.3.1 脈沖激光濺射沉積石墨烯
        1.3.2 激光快速原位制備石墨烯
        1.3.3 激光還原氧化石墨烯
        1.3.4 激光輔助化學(xué)氣相沉積法
    1.4 分子模擬技術(shù)
        1.4.1 分子動(dòng)力學(xué)模擬
        1.4.2 反應(yīng)力場(chǎng)(ReaxFF)
    1.5 本文研究的意義及主要內(nèi)容
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 主要研究?jī)?nèi)容
第二章 激光制備石墨烯的理論與表征
    2.1 引言
    2.2 激光誘導(dǎo)聚合物生成石墨烯的相變機(jī)理
        2.2.1 聚合物與激光相互作用
        2.2.2 光化學(xué)效應(yīng)
        2.2.3 光熱效應(yīng)
        2.2.4 光物理效應(yīng)
    2.3 石墨烯的表征方法介紹
        2.3.1 掃描電子顯微鏡
        2.3.2 X射線衍射
        2.3.3 拉曼光譜
        2.3.4 高分辨透射電子顯微鏡
        2.3.5 原子力顯微鏡
        2.3.6 X射線光電子能譜
    2.4 本章小結(jié)
第三章 激光誘導(dǎo)石墨烯的制備
    3.1 引言
    3.2 主要原料及實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    3.3 實(shí)驗(yàn)方法
    3.4 結(jié)果與分析
        3.4.1 以酚醛樹(shù)脂為碳源制備石墨烯
        3.4.2 以聚酰亞胺為碳源制備石墨烯
    3.5 本章小結(jié)
第四章 利用分子動(dòng)力學(xué)模擬研究激光誘導(dǎo)制備石墨烯
    4.1 引言
    4.2 激光與材料之間的能量耦合模型
    4.3 模型與模擬方法
    4.4 結(jié)果及討論
        4.4.1 石墨烯形成過(guò)程
        4.4.2 產(chǎn)物分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他科研成果



本文編號(hào)：3754124