石墨烯是一種片層狀的二維碳材料,具有優(yōu)異的電學(xué)性能、機(jī)械性能和力學(xué)性能,受到全世界越來(lái)越多的關(guān)注,逐漸應(yīng)用到人們的生產(chǎn)生活中。由石墨烯片層在三維空間搭接形成的石墨烯氣凝膠不僅保留石墨烯的一些特性,還具有氣凝膠超低密度,高比表面積的特點(diǎn),這使得石墨烯氣凝膠在能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)化、吸附、催化等領(lǐng)域有十分廣闊的應(yīng)用前景。本文通過(guò)超聲輔助Hummers法制備氧化石墨,經(jīng)水熱還原組裝制備氧化石墨烯氣凝膠。首先,以天然鱗片石墨為原料,在傳統(tǒng)的Hummers法制備氧化石墨的基礎(chǔ)上,于濃硫酸插層反應(yīng)結(jié)束時(shí)將反應(yīng)體系置于超聲分散裝置中進(jìn)行超聲處理使石墨片層間的距離進(jìn)一步增大,為高錳酸鉀氧化石墨提供更多的反應(yīng)位面,提高石墨的氧化程度。通過(guò)X射線(xiàn)衍射、紅外光譜、X射線(xiàn)光電子能譜和掃描電子顯微鏡對(duì)制得的氧化石墨進(jìn)行表征。分析可知,制備的氧化石墨呈片層狀,其碳氧比為1.79,氧化程度較高。其次,以二乙烯三胺為還原劑通過(guò)水熱組裝制備還原氧化石墨烯氣凝膠,并對(duì)由氧化石墨烯分散液通過(guò)水熱還原形成凝膠的過(guò)程進(jìn)行機(jī)理分析。在二乙烯三胺用量確定的前提下,增加氧化石墨烯分散液的濃度會(huì)使制得氣凝膠的密度先減小而后增大,干燥過(guò)程中的體... 

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 石墨烯的性質(zhì)、制備及應(yīng)用
        1.1.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)性質(zhì)
        1.1.2 石墨烯的制備
        1.1.3 石墨烯的應(yīng)用
    1.2 還原氧化石墨烯基氣凝膠的概述
        1.2.1 氣凝膠與石墨烯氣凝膠
        1.2.2 還原氧化石墨烯氣凝膠的制備方法
        1.2.3 還原氧化石墨烯基氣凝膠的應(yīng)用
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)原料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
    2.2 真空冷凍干燥
    2.3 測(cè)試表征方法
第三章 氧化石墨的制備及表征
    3.1 引言
    3.2 超聲輔助Hummers法制備氧化石墨
    3.3 結(jié)果與討論
    3.4 本章小結(jié)
第四章 二乙烯三胺還原氧化石墨烯氣凝膠的制備與表征
    4.1 引言
    4.2 氧化石墨烯分散液的制備
    4.3 還原制備石墨烯氣凝膠
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 密度與收縮率的測(cè)定
        4.4.2 石墨烯氣凝膠形成機(jī)理及形貌分析
        4.4.3 氧化石墨烯分散液濃度的對(duì)制備氣凝膠影響
        4.4.4 還原劑對(duì)氣凝膠的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 硫代硫酸鈉還原氧化石墨烯基氣凝膠的制備與表征
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        5.2.1 制備硫代硫酸鈉溶液
        5.2.2 氧化石墨烯分散液的制備
        5.2.3 石墨烯凝膠的制備
        5.2.4 凝膠的水醇透析
        5.2.5 凝膠的干燥
        5.2.6 氣凝膠的熱處理
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 硫代硫酸鈉對(duì)氧化石墨烯的還原
        5.3.2 氧化石墨烯濃度對(duì)氣凝膠形貌的影響
        5.3.3 硫代硫酸鈉用量對(duì)氣凝膠形貌的影響
        5.3.4 硫代硫酸鈉用量對(duì)氣凝膠力學(xué)性能的影響
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]乳液法制備聚乙烯醇-石墨烯氣凝膠及其對(duì)純有機(jī)物的吸附[J]. 王振有,劉會(huì)娥,朱佳夢(mèng),陳爽,于安然.  化工學(xué)報(bào). 2019(03)
[2]超彈性石墨烯氣凝膠的制備及其性能[J]. 汪利娜,張弛道,王新靈,鄭震.  功能高分子學(xué)報(bào). 2018(05)



本文編號(hào)：3733820