石墨烯具有優(yōu)異的光學、電學、力學等特性,在光電、催化、儲能和微電子器件等眾多領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大。石墨烯的性能表現(xiàn)與其層數(shù)密切相關(guān),然而,如何基于自上而下原理(Top-down method)通過化學剝離天然石墨獲得層數(shù)可調(diào)的石墨烯仍舊是一個挑戰(zhàn)。此外,目前石墨烯等二維材料的化學剝離多采用腐蝕性強酸和高沸點有機鹽,其使用以及廢棄物的排放給環(huán)境會造成嚴重污染,因此有必要研究探索石墨烯等二維材料的綠色化學剝離技術(shù)�；诖�,本學位論文開展了如下研究工作:(1)采用濃硫酸/過硫酸銨二元化學剝離體系對天然石墨進行剝離,系統(tǒng)研究了剝離溫度對天然石墨剝離成石墨烯的影響。發(fā)現(xiàn):剝離溫度對所制備的石墨烯層數(shù)有重要影響�；诖�,提出了一種通過改變剝離溫度調(diào)控石墨烯層數(shù)的技術(shù)策略。(2)以發(fā)展石墨烯綠色化學剝離技術(shù)為目標,研究探討了在微波輔助作用下,采用過氧化氫和過氧化尿素預(yù)處理石墨后,利用過氧化氫化學剝離石墨烯納米片技術(shù)的可行性。結(jié)果表明:在微波的輔助下,石墨經(jīng)過過氧化氫和過氧化尿素預(yù)處理后,利用過氧化氫可成功將其剝離成石墨烯納米片。(3)以發(fā)展石墨烯綠色化學剝離技術(shù)為目標,研究探討了在微波輔助作用下,采用過...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 石墨烯的結(jié)構(gòu)及其性能
        1.2.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)
        1.2.2 石墨烯的性能
    1.3 石墨烯的制備方法
        1.3.1 “自下而上”制備石墨烯
        1.3.2 “自上而下”制備石墨烯
    1.4 六方氮化硼和二硫化鉬的性能及其制備方法
        1.4.1 六方氮化硼的性能
        1.4.2 二硫化鉬的性能
        1.4.3 六方氮化硼和二硫化鉬的制備方法
    1.5 二維材料的應(yīng)用
    1.6 本文研究思路及其主要內(nèi)容
第2章 實驗材料和方法
    2.1 實驗原料與設(shè)備
        2.1.1 實驗原料與試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 材料的表征方法
        2.2.1 X射線衍射(XRD)分析
        2.2.2 拉曼光譜(Raman)分析
        2.2.3 X射線光電子能譜(XPS)分析
        2.2.4 掃描電子顯微鏡(FE-SEM)分析
        2.2.5 透射電子顯微鏡(TEM)分析
        2.2.6 原子力顯微鏡(AFM)分析
        2.2.7 四探針測試電導(dǎo)率分析
        2.2.8 電磁屏蔽性能(EMI shielding effectiveness)分析
第3章 少層石墨烯納米片層數(shù)調(diào)控技術(shù)研究
    3.1 引言
    3.2 石墨烯制備過程
    3.3 層數(shù)可控的石墨烯的形貌及結(jié)構(gòu)分析
        3.3.1 不同溫度制備的石墨烯分散液分析
        3.3.2 XRD分析
        3.3.3 Raman分析
        3.3.4 微觀形貌分析
    3.4 層數(shù)可控的石墨烯納米片質(zhì)量分析
        3.4.1 AFM對層數(shù)可控的石墨烯納米片厚度分析
        3.4.2 層數(shù)可控的石墨烯納米片的質(zhì)量分析
    3.5 反應(yīng)機理分析
    3.6 石墨烯納米片的平均層數(shù)與電導(dǎo)率的相關(guān)性
    3.7 本章小結(jié)
第4章 微波輔助過氧化氫制備石墨烯納米片技術(shù)研究
    4.1 引言
    4.2 石墨烯及石墨烯紙的制備
        4.2.1 石墨烯納米片的制備
        4.2.2 石墨烯紙的制備
    4.3 石墨烯聚集體形貌分析
    4.4 石墨烯納米片形貌分析
    4.5 石墨烯納米片的質(zhì)量分析
    4.6 石墨烯納米片剝離機理分析
    4.7 石墨烯納米紙的性能
    4.8 本章小結(jié)
第5章 微波輔助過氧乙酸制備石墨烯納米片技術(shù)研究
    5.1 引言
    5.2 石墨烯及石墨烯紙的制備
        5.2.1 石墨烯納米片的制備
        5.2.2 石墨烯紙的制備
    5.3 石墨烯聚集體(GAs)的形貌分析
    5.4 石墨烯納米片形貌與結(jié)構(gòu)分析
        5.4.1 石墨烯納米片在不同溶劑中的分散性
        5.4.2 石墨烯納米片的形貌分析
    5.5 石墨烯納米片質(zhì)量分析
    5.6 反應(yīng)機理分析
    5.7 石墨烯紙的優(yōu)異性能
    5.8 本章小結(jié)
第6章 微波輔助過氧乙酸制備其它典型二維材料納米片技術(shù)研究
    6.1 引言
    6.2 六方氮化硼和二硫化鉬的剝離過程
    6.3 六方氮化硼納米片的剝離制備分析
        6.3.1 六方氮化硼的分散性分析
        6.3.2 六方氮化硼納米片的結(jié)構(gòu)分析
        6.3.3 六方氮化硼納米片的形貌分析
    6.4 二硫化鉬納米片的剝離制備分析
        6.4.1 二硫化鉬納米片的結(jié)構(gòu)分析
        6.4.2 二硫化鉬納米片的形貌分析
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務(wù)與主要成果
致謝



本文編號：3768775