鋁及其合金具有優(yōu)異的物理和機(jī)械性能,使其在建筑、航空、船舶、交通以及日常生活等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。陽極氧化為鋁合金表面改性常見方法。石墨烯作為片狀結(jié)構(gòu)的納米二維材料,被認(rèn)為是最薄的腐蝕防護(hù)涂層。本文利用化學(xué)修飾方法在電化學(xué)剝離過程中對石墨烯表面進(jìn)行硅烷修飾,隨后分別對石墨烯及改性石墨烯通過陽極電泳沉積方法在鋁合金氧化鋁薄膜上得到復(fù)合薄膜,并研究其抗腐蝕及疏水性能。在KH-550（氨丙基三乙氧基硅烷）的0.1M（NH₄）₂SO₄溶液中,石墨棒做陽極,鈦絲做陰極,在10V恒壓、70℃水浴條件下,采用一步法電化學(xué)剝離及原位功能化制備硅烷改性石墨烯。同樣條件,在0.1M（NH₄）₂SO₄溶液中電化學(xué)剝離制備了石墨烯。FTIR表明硅烷成功接支到石墨烯上,說明一步法的電化學(xué)剝離及原位功能化法制備硅烷功能化石墨烯是可行的;TG發(fā)現(xiàn)硅烷石墨烯熱穩(wěn)定性高于石墨烯;XRD與Raman結(jié)果顯示電化學(xué)剝離過程中保留了石墨的晶格結(jié)構(gòu),得到硅烷石墨烯缺陷高于石墨烯。SEM顯示硅烷石墨... 

【文章來源】：沈陽理工大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

石墨烯是構(gòu)建是其他碳材料的二維材料[3]

沈陽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-2-石墨烯獨特的二維結(jié)構(gòu)和極高的晶體學(xué)質(zhì)量，使其載流子行為極為特殊，類似于光子的無質(zhì)量狄拉克費米子，因此描述凝聚態(tài)物理材料的電子性質(zhì)的薛定諤方程，不適合用于石墨烯載流子，而采用相對論的狄拉克方程研究其電子性質(zhì)。從其電子性質(zhì)的研究結(jié)果來看，石墨烯屬于半金屬或零帶隙半導(dǎo)體，使其表現(xiàn)出一系列新奇物理效應(yīng)。這些物理現(xiàn)象包括下了室溫下異常的整數(shù)量子霍爾效應(yīng)、超導(dǎo)性、亞微米尺度的彈性傳輸特性以及雙極性電場效應(yīng)等[3]，如圖1.2。此外電子傳輸結(jié)果表明，石墨烯載流子遷移率超過200,000cm2V-1s-1，運動速度達(dá)到了光速的1/300，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了一般導(dǎo)體的電子運輸速度[4]。從石墨烯發(fā)現(xiàn)的新奇物理現(xiàn)象來看，石墨烯的電子性質(zhì)與大多數(shù)常見的材料不同，使其成為研究量子相對論的理想實驗平臺。圖1.2單層石墨烯雙極性效應(yīng)；無質(zhì)量狄拉克費米子[3]Fig.1.2Ambipolarelectricfieldeffectofsingle-layergraphene;MasslessDiracfermions[3]隨著研究的深入，研究人員發(fā)現(xiàn)了石墨烯除了獨特的電子性質(zhì)外，還具有優(yōu)異的熱、力、光學(xué)等特性。石墨烯是由單層碳原子組成的完美晶格，具有極高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性，理論比表面積為2600m2g-1[5]。石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)最薄及強(qiáng)度最高的物質(zhì)，斷裂強(qiáng)度高達(dá)130GPa，楊氏模量約1.5TPa，具有優(yōu)異的機(jī)械性能[6,7]。同時是目前已知最好的導(dǎo)熱材料，熱導(dǎo)率高達(dá)5300Wm-1K-1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于

第1章緒論-3-金屬類導(dǎo)熱體[8]。此外石墨烯獨特的電子結(jié)構(gòu)，使得單層石墨稀在很寬的波段范圍內(nèi)光吸收只有2.3%，表現(xiàn)極好的透光性，透光率高達(dá)97.7%[9]。基于這些優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)使石墨烯在高性能鋰離子電池、高導(dǎo)電復(fù)合材料、超級電容器、超靈敏傳感器、射頻晶體管、耐腐蝕材料等領(lǐng)域都具有巨大的應(yīng)用潛力。1.1.2石墨烯的制備方法低成本規(guī)�；a(chǎn)高質(zhì)量的石墨烯，是進(jìn)行石墨稀基礎(chǔ)物理研究及組裝石墨烯宏觀材料的應(yīng)用首先考慮的問題。自2004年石墨烯發(fā)現(xiàn)以來，科學(xué)家發(fā)展了多種石墨烯制備方法，常規(guī)制備石墨烯的方法如圖1.3所示。主要有自上而下，及自下而上制備法，前者常見方法有：去角質(zhì)剝離法制備少層或單層石墨烯，主要有化學(xué)氧化還原法、機(jī)械法、電化學(xué)剝離法等方法。后者常見方法有：CVD化學(xué)氣相沉積法，SiC外延生長法等方法。圖1.3石墨烯不同的制備方法，在產(chǎn)品的成本和質(zhì)量方面的比較[10]Fig.1.3Comparisonamongwell-establishedmethodsforthepreparationofgrapheneinrespectofcostandqualityoftheproducts[10]機(jī)械剝離法，是Geim課題組2004年最先發(fā)展出來的石墨烯制備方法[1]。該

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]二氧化鈦/石墨烯復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 郭聲春.重慶大學(xué) 2015
[3]有機(jī)硅功能化石墨烯及其聚合物復(fù)合材料的制備和性能研究[D]. 王遠(yuǎn).南京大學(xué) 2013
[4]改性石墨烯的制備及其超疏水性能研究[D]. 秦曉娟.蘭州理工大學(xué) 2013



本文編號：3600048