氧化石墨烯复合材料的制备及其光学非线性研究
[Abstract]:The nonlinear optical fast development is applied in many fields such as optical communication, optical storage, photoelectric sensor, laser weapon, etc., such as optical limiter, all-optical switch, optical logic device, optical modulator and so on. The rapid development of non-linear optics has also proposed new requirements for nonlinear optical materials, and many materials with good optical non-linear properties are successively found, such as fullerenes, carbon nanotubes, graphene materials and the like. Among them, the graphene has a plurality of prominent advantages in the physical properties due to the carbon atom structure with a single layer, such as high conductivity, high transparency, ultrafast optical response, and the like, and is also excellent in the third-order nonlinear optical response and is gradually received more and more attention. However, the nature of the non-easy dispersion of the graphene in the solvent becomes an adverse side of the graphene in the research and application. by studying our discovery of a material similar to that of a graphene structure, such as graphene oxide, it also has a single-layer carbon atom arrangement, just around which a large number of oxygen-containing functional groups are also distributed, due to the characteristics of such a material structure, Often with similar or better properties to the graphene. Such a material having a similar structure to that of a graphene is generally referred to as a graphene material. As a result of the electrostatic force acting between a large number of functional groups in the graphene oxide and the solvent molecules, it can be uniformly dispersed in the solvent, and a large number of functional groups can also provide a grafting route for the compounding of it with other materials. For this reason, we focus our research on materials with similar structure to graphene, with a view to further exploring the nature of such materials and looking for ways in which it can be better used. In order to enrich our research process, we tried to compound the graphene oxide and other nano-materials, and successfully realized the chemical link with the nano-silver wire material, and the evidence of the composite of the graphene oxide and other nano-materials was given from the experimental data. And the optical non-linearity of the prepared composite material is studied. This paper is of great significance to the research of graphene oxide and its composite materials. The main work of this paper is as follows:1. The oxidized graphene (GO) with high oxidation degree is prepared by reference to the Hamermethod, and a certain degree of improvement is carried out on the method to prepare the GO with high oxidation degree; and 2. The structure and morphology of the graphene oxide samples were characterized by XRD, electron scanning microscope, atomic force microscope and confocal laser Raman spectrometer. The GO sample of different degree of reduction was obtained by controlling the reduction time by using ascorbic acid (VC) as a reducing agent, and then the GO samples with different reduction degrees were characterized by XRD, TEM, UV-visible spectrophotometer and Fourier transform infrared spectrometer. The non-linear testing of GO samples with different degree of reduction was carried out using the z-scanning technique. The results show that the non-linear refractive index of the GO sample is increased with the increase of the degree of reduction, and the reason of the third-order optical non-linear increase due to the increase of the degree of reduction of GO is also analyzed. And the nano-silver wire and the graphene oxide are compounded into a novel water-soluble nano-silver wire/ reduction graphene composite material by the in-situ reduction method, and the method overcomes the defect that the graphene material is not easy to disperse. The structure and morphology of the samples were characterized by X-ray diffraction, ultraviolet-visible spectrophotometer, scanning electron microscope and Fourier infrared spectrum analyzer. The nonlinear optical properties of the water-soluble nano-silver/ reduced graphene composite were investigated by using the z-scanning technique. The results of the experiment show that the non-linear absorption of the nano-silver wire/ reduction graphene material is obviously improved, and the reason is analyzed.
【学位授予单位】:河南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:O437;TB33
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,本文编号:2449780
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