石墨烯是一種與天然石墨類似的納米級(jí)功能性碳材料,其碳層上幾乎沒(méi)有官能團(tuán),既不親水也不親油,很難與其他物質(zhì)發(fā)生作用。另外,層和層之間存在的范德華力,使其容易發(fā)生聚集。因此,需要在石墨烯上引入一些特定的基團(tuán)進(jìn)行親水性或親油性修飾,從而增添一些新的性能,拓寬應(yīng)用范圍。本學(xué)位論文中,以鈦酸酯偶聯(lián)劑作為修飾劑對(duì)石墨烯進(jìn)行改性制得鈦酸酯功能化石墨烯,將其應(yīng)用于水性丙烯酸酯-醇酸樹(shù)脂中。比較了自制氧化石墨烯、石墨烯和功能石墨烯的特性,確定了改性劑用量、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度。通過(guò)X射線光電子能譜（XPS）、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡（SEM）等測(cè)試手段,表征了氧化石墨烯、石墨烯和功能化石墨烯的結(jié)構(gòu)及其形貌。測(cè)定功能石墨烯/水性丙烯酸酯-醇酸樹(shù)脂復(fù)合材料的耐熱性能和耐水性能等,并測(cè)試其對(duì)應(yīng)涂層的耐腐蝕性能。本論文的主要研究工作如下:（1）采用改進(jìn)的Hummers法制備氧化石墨烯,再分別加入鈦酸酯偶聯(lián)劑TM-200S或311W和水合肼,對(duì)氧化石墨烯同時(shí)進(jìn)行改性和還原。討論了鈦酸酯偶聯(lián)劑含量、溫度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)改性石墨烯的影響,確定了TM-200S與311W改性石墨烯的較佳制備方案:氧化石墨烯（GO）與TM-200S的質(zhì)量... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：94 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

富勒烯、碳納米管和石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)

圖 1-2 氧化石墨烯結(jié)構(gòu)（a）平面結(jié)構(gòu)；（b）三維結(jié)構(gòu)Fig. 1-2 the structure of graphene oxide (a)the planar structure;(b)the three-dimensional structure目前，關(guān)于氧化石墨的剝離方法有：熱膨脹法、靜電斥力法和超聲分散法等[70]。熱膨脹法是通過(guò)熱分解處理，使氧化石墨片層上的環(huán)氧基團(tuán)和-OH 轉(zhuǎn)化成水蒸氣和 CO2，當(dāng)由于氣體的產(chǎn)生與釋放速率差值而產(chǎn)生的層間壓力高于片層間的范德華力時(shí)，氧化石墨發(fā)生膨脹從而得到 GO 的方法。但此方法制得的GO 的剝離程度并不高（其比表面積遠(yuǎn)低于理論值 2600 m2/g），造成氧化石墨呈現(xiàn)褶皺片狀結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致 GO 片層部分失去含氧基團(tuán)，而獲得了導(dǎo)電性，同時(shí)，由于 CO2和水蒸氣的釋放，使得氧化石墨的質(zhì)量損失量約達(dá) 30%[71,72]。靜電斥力法是利用氧化石墨水解，使得氧化石墨層由于其表面官能團(tuán)帶負(fù)電而發(fā)生相互排斥，從而自動(dòng)剝離，獲得在水中分散穩(wěn)定的 GO 溶膠的方法[70]。Li 等人[73]利用氨水調(diào)節(jié)分散液的 pH 值至 10 左右，從而增大石墨烯表面的電荷密度，利用其產(chǎn)生的靜電力使整個(gè)分散體系處于穩(wěn)定狀態(tài)。這種方法不需使用

鈦酸酯功能化石墨烯及其復(fù)合防腐涂料的制備及性能研究 min 后，加入 2 g 的天然石墨粉末，攪拌 30 min，混合均勻NO3混合后攪拌，冰水浴反應(yīng) 30 min，然后緩慢加入 6 g K，添加完畢后，在水浴中保持 2 h 后，將燒瓶緩慢轉(zhuǎn)移至 3攪拌 3 h，之后保持?jǐn)嚢杈徛渭?90 mL 去離子水，繼續(xù)攪入 100 mL 去離子水并冷卻至室溫，隨后攪拌 10 min，再加至溶液變成亮黃色。將反應(yīng)物倒入 1500 mL 5 %的 HCl 水溶速離心，洗滌，直至用 BaCl2溶液檢測(cè)不到 SO42-，且上層清將下層物質(zhì)在 60℃下真空干燥 3 天，即得氧化石墨。為完全，將氧化石墨置于五氧化二磷干燥器中干燥 7 天后備用。石墨烯的制備

【參考文獻(xiàn)】：
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