碳纳米纤维/石墨烯薄膜的制备及其性能研究

发布时间：2020-12-04 14:28

　　随着现代科学事业的日益壮大,新型材料的出现为科学技术的发展提供了更多可能。在2004年Geim小组用微机械剥离法制备出单层石墨烯,开启了石墨烯在世界范围内的研究热。石墨烯材料以其完美的杂化结构、极低的合成成本以及独特的电子和机械性能,成为新型碳材料中的后起之秀。纳米碳纤维作为一种碳纤维材料,具有纳米尺度,除了具有高模量、高强度、高导电性等特点外,还具有大的表面积、结构紧凑等优点。将碳纳米纤维与石墨烯材料相结合,制备具有独特电学和机械性能的软质薄膜材料,可应用于微带天线、电池电极、传感器等应用领域。本论文以碳纳米纤维（CNF）/石墨烯薄膜为研究对象,开展了其制备及性能研究的相关工作,具体内容如下:在第一部分工作中,运用改进的Hummers法氧化天然鳞片石墨,经反复多次的水洗、离心、超声振荡,制得pH值在6左右的氧化石墨烯溶液,随后采用滴涂法制备了氧化石墨烯薄膜,再利用氢碘酸在常温下对其进行还原,得到石墨烯薄膜。同时,利用原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜镜（SEM）和X射线衍射技术（XRD）等对石墨烯片层结构和还原程度进行表征和分析。在第二部分工作中,在氧化石墨烯溶液中添加不等量的碳... 

【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

石墨烯的晶体结构以及能带结构

硕士学位论文 第一金属架上，再利用氢氟酸将SiO2层溶解掉，悬空的单层石墨烯便观察后不难发现，单层石墨烯表面不平整，具有如波浪般的褶皱。操作方法步骤繁琐，产率较低，不容易控制尺寸，大规模的生产很进行实验室石墨烯研究，无法投入工业生产。墨氧化-还原法然的石墨片是利用强化学剂氧化方法得到边缘具有羧基、羟基的同有羰基和环氧等的氧化石墨(Graphite Oxide，GO)，这些基团使得大，亲水性增强，超声分散后得到单原子层的 GO 片层，经化学还(见图 1-2)。通过这种方法可获得高产量的单层石墨烯悬浮液，现用[31]。

yer-by-layer 即 LbL 或 Self-assembly) 的基本原理如图1-3 所示，Iler 等[59]利用带相反电荷的物质存在的相互静电作用来制备薄膜。氧化石墨烯片表面经表面改性后带有不同的基团和电荷，故在静电力和π-π等的作用下，石墨烯片自行进行层状组装，成为具有不同功能的超薄石墨烯膜[55]。复旦大学叶明新教授研究组[58]分别对石墨片的表面进行正电荷和负电荷修饰，在静电吸附和共价键的共同作用下石墨片层状组装制备出石墨烯薄[60]。中科院长春应化所董绍俊教授课题组[61]在离子液作用下使石墨烯片多功能化，石墨烯表面带有正电，与带有负电的 Pt 纳米粒子间产生静电作用进行层状组装，制得复合的石墨烯薄膜。Seo 等[62]将层层自组装法与旋涂法相结合，制备出的 PEDOT/石墨烯复合薄膜可独立支撑。Loh 等[62]制备的 GO/TiO2 复合薄膜是利用 GO 和 TiO2 表面的静电作用

【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纳米纤维的制备及应用[J]. 乔辉,杨笑,魏金柱.  技术与市场. 2010(06)



本文编号：2897764