(氧化)石墨烯/纳米纤维素复合薄膜的研究
发布时间：2021-03-04 12:55
以香蕉纤维为原料,采用酸碱直接处理-研磨-超声法和酸碱交替处理-研磨-超声法制备纳米纤维素薄膜;以天然石墨粉为原料,采用一步氧化法、预氧化-再氧化法、循环氧化膨胀法制备氧化石墨烯;随后将纳米纤维素悬浮液和氧化石墨烯悬浮液进行超声混溶,真空抽滤成氧化石墨烯/纳米纤维素复合薄膜。用维C作为还原剂,在氨水条件下还原氧化石墨烯得到石墨烯悬浮液,最后将石墨烯悬浮液和纳米纤维素悬浮液混溶,真空抽滤制备石墨烯/纳米纤维素复合薄膜。利用扫描电镜、傅立叶红外光谱仪、拉曼光谱、热重分析仪、力学试验机以及四探针测试仪分析纳米纤维素薄膜、氧化石墨烯/纳米纤维素复合薄膜、石墨烯薄片以及石墨烯/纳米纤维素薄膜的微观形貌、化学成分、热稳定性能、拉伸性能和电学性能。本文的主要研究结果如下:（1）酸碱交替处理-研磨-超声法制备出的纳米纤维素薄膜表面纤维素交织成三维网状结构,断口层状结构清晰且结合紧密,纳米纤维素直径可达50-100nm,长径比为15003000。纳米纤维素悬浮液可以发生丁达尔效应,说明纳米纤维素悬浮液为均匀分散的胶体。酸碱交替处理制得的纤维素薄膜拉伸强度可达95.31MPa,高于酸...
【文章来源】：南京林业大学江苏省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 纳米纤维
1.2.1 纳米纤维素制备研究现状
1.2.2 纳米纤维素的应用
1.3 石墨烯概述
1.3.1 石墨烯的基本性质
1.3.2 氧化石墨烯的结构和性质
1.3.3 石墨烯的制备方法
1.3.4 （氧化）石墨烯研究现状
1.4 纤维素/（氧化）石墨烯复合材料的国内外研究状况
1.5 本课题研究的目的和意义
1.5.1 研究预期达到的目标
1.5.2 研究的意义
1.6 本课题研究的主要内容和方法
1.7 本课题的主要特色和创新点
参考文献
第二章 纯香蕉纤维基纳米纤维素薄膜的制备和表征
2.1 引言
2.2 实验
2.2.1 实验材料
2.2.2 实验仪器和设备
2.2.3 不同工艺下纳米纤维素悬浮液的制备
2.2.4 纳米纤维素薄膜的制备
2.2.5 纳米纤丝的制备
2.2.6 纳米纤维素薄膜的性能表征
2.3 结果与分析
2.3.1 纳米纤维素薄膜制备工艺对比分析（微观形貌及力学性能分析）
2.3.2 化学机械处理过程纤维形态演变分析
2.3.3 纳米纤维素薄膜的光学性能分析
2.3.4 香蕉纤维与纳米纤维素薄膜的红外光谱对比分析
2.3.5 纳米纤维素薄膜的拉曼光谱分析
2.3.6 纳米纤维素薄膜的热重分析
2.4 本章小结
参考文献
第三章 氧化石墨烯的制备与性能研究
3.1 引言
3.2 实验
3.2.1 实验材料
3.2.2 实验设备
3.2.3 氧化石墨烯的制备
3.2.4 氧化石墨烯的性能表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 氧化石墨烯的微观形貌分析
3.3.2 红外光谱分析
3.3.3 拉曼光谱分析
3.3.4 热重分析
3.4 本章小结
参考文献
第四章 氧化石墨烯/纳米纤维素复合薄膜的制备与性能表征
4.1 引言
4.2 实验
4.2.1 实验材料
4.2.2 实验设备
4.2.3 氧化石墨烯/纳米纤维素复合材料的制备
4.2.4 氧化石墨烯/纳米纤维素复合材料的性能表征
4.3 实验结果与分析
4.3.1 扫描电镜形态分析
4.3.2 傅里叶红外变换光谱分析
4.3.3 力学性能分析
4.3.4 热重分析
4.3.5 拉曼光谱分析
4.3.6 润湿性测试
4.3.7 动态热机械性能分析
4.4 本章小结
参考文献
第五章 石墨烯/纳米纤维素复合膜的制备及性能研究
5.1 引言
5.2 实验
5.2.1 实验材料
5.2.2 实验设备
5.2.3 还原氧化石墨烯薄片材料的制备
5.2.4 石墨烯/纳米纤维素薄膜的制备
5.2.5 石墨烯/纳米纤维素薄膜的性能表征
5.3 实验结果与分析
5.3.1 还原氧化石墨烯/纳米纤维素薄膜的形态分析
5.3.2 还原氧化石墨烯/纳米纤维素薄膜的红外光谱分析
5.3.3 还原氧化石墨烯的拉曼光谱分析
5.3.4 还原氧化石墨烯/纳米纤维素薄膜的热重分析
5.3.5 还原氧化石墨烯/纳米纤维素薄膜的力学性能分析
5.3.6 还原氧化石墨烯/纳米纤维素薄膜的电学性能
5.4 本章小结
参考文献
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 不足与展望
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化石墨烯/纳米纤维素复合薄膜动态热机械性能分析[J]. 王广静,徐长妍,徐朝阳,熊雪平. 林业科技开发. 2015(01)
[2]氧化石墨烯/纳米纤维素复合薄膜的制备及表征[J]. 王广静,徐长妍,朱赛玲,徐朝阳,姬安,赵雨晴,熊雪平. 包装工程. 2014(13)
[3]椰枝纤维基木塑复合材料的动态机械分析[J]. 王广静,徐长妍,朱赛玲,徐朝阳,姬安,赵雨晴,熊雪平. 塑料工业. 2014(05)
[4]碳化细菌纤维素/石墨烯（CBC/CCG）复合材料的制备及电化学性能研究[J]. 吴慧,马拥军,朱东升,裴重华. 功能材料. 2013(08)
[5]玻璃固载TiO2/纳米纤维素复合薄膜的制备及其光催化性能[J]. 刘红玲,彭俊军,李明,杨锋. 复合材料学报. 2013(04)
[6]石墨烯制备方法及研究进展[J]. 姜丽丽,鲁雄. 功能材料. 2012(23)
[7]芦苇浆纳米纤维素的制备及其尺寸均一性制备方法初探[J]. 吴鹏,刘志明,赵煦,谢成,王砥. 生物质化学工程. 2012(05)
[8]纳米晶体纤维素和纳米复合材料[J]. 孟远行. 国际造纸. 2012(04)
[9]Fabrication of multilayer films from regenerated cellulose and graphene oxide through layer-by-layer assembly[J]. Li Tang,Xiang Li,De Du,Chunju He. Progress in Natural Science:Materials International. 2012(04)
[10]不同氧化程度氧化石墨烯的制备及湿敏性能研究[J]. 万臣,彭同江,孙红娟,黄桥. 无机化学学报. 2012(05)
博士论文
[1]生物质纳米纤维素及其自聚集气凝胶的制备与结构性能研究[D]. 陈文帅.东北林业大学 2013
[2]氧化石墨烯表面功能化修饰[D]. 唐秀之.北京化工大学 2012
[3]石墨烯及其典型聚合物纳米复合材料的制备方法、结构与机理研究[D]. 包晨露.中国科学技术大学 2012
[4]石墨烯的制备及其在聚合物复合材料中的应用[D]. 王彦.上海交通大学 2012
[5]化学还原氧化石墨烯及其衍生物的制备、性质和应用研究[D]. 张佳利.上海交通大学 2011
硕士论文
[1]石墨烯的制备及缺陷修补[D]. 吕亚楠.湖南师范大学 2013
[2]聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装材料的制备与发泡研究[D]. 邹萍萍.浙江大学 2013
[3]导电石墨烯/聚合物复合材料的制备及压阻性能研究[D]. 侯毅.北京化工大学 2012
[4]改性石墨烯的制备及其氢气吸附性能的研究[D]. 李保庆.华南理工大学 2012
[5]基于纤维素的高性能材料制备[D]. 张菁.复旦大学 2012
[6]纳米纤维素/天然橡胶复合材料的性能研究[D]. 陈红莲.海南大学 2012
[7]石墨烯制备及其电催化应用[D]. 何春兰.重庆大学 2012
[8]椰壳半纤维素的提取及表征[D]. 李玲.海南大学 2012
[9]氧化石墨烯及其复合材料的制备与表征[D]. 党志敏.南京理工大学 2010
[10]香蕉纤维的性能分析与鉴别技术[D]. 陈敏.苏州大学 2010
本文编号：3063255
【文章来源】：南京林业大学江苏省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 纳米纤维
1.2.1 纳米纤维素制备研究现状
1.2.2 纳米纤维素的应用
1.3 石墨烯概述
1.3.1 石墨烯的基本性质
1.3.2 氧化石墨烯的结构和性质
1.3.3 石墨烯的制备方法
1.3.4 （氧化）石墨烯研究现状
1.4 纤维素/（氧化）石墨烯复合材料的国内外研究状况
1.5 本课题研究的目的和意义
1.5.1 研究预期达到的目标
1.5.2 研究的意义
1.6 本课题研究的主要内容和方法
1.7 本课题的主要特色和创新点
参考文献
第二章 纯香蕉纤维基纳米纤维素薄膜的制备和表征
2.1 引言
2.2 实验
2.2.1 实验材料
2.2.2 实验仪器和设备
2.2.3 不同工艺下纳米纤维素悬浮液的制备
2.2.4 纳米纤维素薄膜的制备
2.2.5 纳米纤丝的制备
2.2.6 纳米纤维素薄膜的性能表征
2.3 结果与分析
2.3.1 纳米纤维素薄膜制备工艺对比分析（微观形貌及力学性能分析）
2.3.2 化学机械处理过程纤维形态演变分析
2.3.3 纳米纤维素薄膜的光学性能分析
2.3.4 香蕉纤维与纳米纤维素薄膜的红外光谱对比分析
2.3.5 纳米纤维素薄膜的拉曼光谱分析
2.3.6 纳米纤维素薄膜的热重分析
2.4 本章小结
参考文献
第三章 氧化石墨烯的制备与性能研究
3.1 引言
3.2 实验
3.2.1 实验材料
3.2.2 实验设备
3.2.3 氧化石墨烯的制备
3.2.4 氧化石墨烯的性能表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 氧化石墨烯的微观形貌分析
3.3.2 红外光谱分析
3.3.3 拉曼光谱分析
3.3.4 热重分析
3.4 本章小结
参考文献
第四章 氧化石墨烯/纳米纤维素复合薄膜的制备与性能表征
4.1 引言
4.2 实验
4.2.1 实验材料
4.2.2 实验设备
4.2.3 氧化石墨烯/纳米纤维素复合材料的制备
4.2.4 氧化石墨烯/纳米纤维素复合材料的性能表征
4.3 实验结果与分析
4.3.1 扫描电镜形态分析
4.3.2 傅里叶红外变换光谱分析
4.3.3 力学性能分析
4.3.4 热重分析
4.3.5 拉曼光谱分析
4.3.6 润湿性测试
4.3.7 动态热机械性能分析
4.4 本章小结
参考文献
第五章 石墨烯/纳米纤维素复合膜的制备及性能研究
5.1 引言
5.2 实验
5.2.1 实验材料
5.2.2 实验设备
5.2.3 还原氧化石墨烯薄片材料的制备
5.2.4 石墨烯/纳米纤维素薄膜的制备
5.2.5 石墨烯/纳米纤维素薄膜的性能表征
5.3 实验结果与分析
5.3.1 还原氧化石墨烯/纳米纤维素薄膜的形态分析
5.3.2 还原氧化石墨烯/纳米纤维素薄膜的红外光谱分析
5.3.3 还原氧化石墨烯的拉曼光谱分析
5.3.4 还原氧化石墨烯/纳米纤维素薄膜的热重分析
5.3.5 还原氧化石墨烯/纳米纤维素薄膜的力学性能分析
5.3.6 还原氧化石墨烯/纳米纤维素薄膜的电学性能
5.4 本章小结
参考文献
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 不足与展望
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化石墨烯/纳米纤维素复合薄膜动态热机械性能分析[J]. 王广静,徐长妍,徐朝阳,熊雪平. 林业科技开发. 2015(01)
[2]氧化石墨烯/纳米纤维素复合薄膜的制备及表征[J]. 王广静,徐长妍,朱赛玲,徐朝阳,姬安,赵雨晴,熊雪平. 包装工程. 2014(13)
[3]椰枝纤维基木塑复合材料的动态机械分析[J]. 王广静,徐长妍,朱赛玲,徐朝阳,姬安,赵雨晴,熊雪平. 塑料工业. 2014(05)
[4]碳化细菌纤维素/石墨烯（CBC/CCG）复合材料的制备及电化学性能研究[J]. 吴慧,马拥军,朱东升,裴重华. 功能材料. 2013(08)
[5]玻璃固载TiO2/纳米纤维素复合薄膜的制备及其光催化性能[J]. 刘红玲,彭俊军,李明,杨锋. 复合材料学报. 2013(04)
[6]石墨烯制备方法及研究进展[J]. 姜丽丽,鲁雄. 功能材料. 2012(23)
[7]芦苇浆纳米纤维素的制备及其尺寸均一性制备方法初探[J]. 吴鹏,刘志明,赵煦,谢成,王砥. 生物质化学工程. 2012(05)
[8]纳米晶体纤维素和纳米复合材料[J]. 孟远行. 国际造纸. 2012(04)
[9]Fabrication of multilayer films from regenerated cellulose and graphene oxide through layer-by-layer assembly[J]. Li Tang,Xiang Li,De Du,Chunju He. Progress in Natural Science:Materials International. 2012(04)
[10]不同氧化程度氧化石墨烯的制备及湿敏性能研究[J]. 万臣,彭同江,孙红娟,黄桥. 无机化学学报. 2012(05)
博士论文
[1]生物质纳米纤维素及其自聚集气凝胶的制备与结构性能研究[D]. 陈文帅.东北林业大学 2013
[2]氧化石墨烯表面功能化修饰[D]. 唐秀之.北京化工大学 2012
[3]石墨烯及其典型聚合物纳米复合材料的制备方法、结构与机理研究[D]. 包晨露.中国科学技术大学 2012
[4]石墨烯的制备及其在聚合物复合材料中的应用[D]. 王彦.上海交通大学 2012
[5]化学还原氧化石墨烯及其衍生物的制备、性质和应用研究[D]. 张佳利.上海交通大学 2011
硕士论文
[1]石墨烯的制备及缺陷修补[D]. 吕亚楠.湖南师范大学 2013
[2]聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装材料的制备与发泡研究[D]. 邹萍萍.浙江大学 2013
[3]导电石墨烯/聚合物复合材料的制备及压阻性能研究[D]. 侯毅.北京化工大学 2012
[4]改性石墨烯的制备及其氢气吸附性能的研究[D]. 李保庆.华南理工大学 2012
[5]基于纤维素的高性能材料制备[D]. 张菁.复旦大学 2012
[6]纳米纤维素/天然橡胶复合材料的性能研究[D]. 陈红莲.海南大学 2012
[7]石墨烯制备及其电催化应用[D]. 何春兰.重庆大学 2012
[8]椰壳半纤维素的提取及表征[D]. 李玲.海南大学 2012
[9]氧化石墨烯及其复合材料的制备与表征[D]. 党志敏.南京理工大学 2010
[10]香蕉纤维的性能分析与鉴别技术[D]. 陈敏.苏州大学 2010
本文编号：3063255
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