生物质基石墨烯/环氧树脂复合材料的制备及性能研究

发布时间：2021-03-07 19:31

　　石墨烯具有良好的物理化学性能,在高分子材料、锂离子电池等领域具有广泛的应用。本文以生物质碳为原料,通过催化石墨化获得石墨,然后制备了石墨烯。利用KH-550（γ-氨丙基三乙氧基硅烷）改性石墨烯,并与环氧树脂混合制备石墨烯/环氧树脂复合材料。主要内容如下：1、研究了催化剂种类及反应温度对生物质碳催化石墨化的影响。结果表明：1600℃时20.0wt%含量Ti催化石墨化度为42.2%,20.0wt%含量Fe催化石墨化度为51.1%。而1.0%B+6.0%Fe联合催化对促进生物质碳石墨化有显著作用,石墨化度可以达到97.9%。2、利用1.0%B+6.0%Fe催化石墨化生物质碳,并制备了石墨烯,同时利用KH-550对石墨烯改性。通过XRD、SEM、TEM及FTIR对样品的形态和结构进行表征,结果表明：生物质碳催化石墨后结构中保留大量纹孔及管胞,氧化后制备的氧化石墨烯表面含有大量褶皱,部分区域结构不规则,同时KH-550成功接枝到氧化石墨烯上。3、研究了改性石墨烯的含量对环氧树脂力学性能的影响。结果表明：添加0.50wt%改性石墨烯时,复合材料的弯曲强度为107.09MPa、弹性模量为2.87GP... 

【文章来源】：安徽理工大学安徽省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 石墨烯概述
    1.2 石墨烯的制备
        1.2.1 微机械剥离法
        1.2.2 化学气相沉积法
        1.2.3 液相超声剥离法
        1.2.4 氧化石墨烯还原法
    1.3 氧化石墨烯的制备及结构
        1.3.1 氧化石墨的制备
        1.3.2 氧化石墨的剥离
        1.3.3 氧化石墨烯的结构
    1.4 石墨烯的改性
        1.4.1 共价键修饰
        1.4.2 非共价键修饰
    1.5 催化石墨化概述
    1.6 改性石墨烯/环氧树脂复合材料
        1.6.1 溶液共混
        1.6.2 熔融共混
        1.6.3 原位聚合
    1.7 本文的研究目的与主要内容
第二章 生物质碳的催化石墨化
    2.1 研究背景
    2.2 实验内容
        2.2.1 实验原料与仪器
        2.2.2 催化石墨化
        2.2.3 样品表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 XRD分析
        2.3.2 催化石墨化机理
        2.3.3 SEM分析
        2.3.4 FTIR分析
    2.4 本章小结
第三章 生物质基氧化石墨烯的制备及其表面改性
    3.1 研究背景
    3.2 实验内容
        3.2.1 实验原料与仪器
        3.2.2 石墨烯的制备
        3.2.3 KH-550改性
        3.2.4 样品表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 XRD分析
        3.3.2 SEM分析
        3.3.3 TEM分析
        3.3.4 FTIR分析
    3.4 本章小结
第四章 改性石墨烯/环氧树脂复合材料的制备研究
    4.1 研究背景
    4.2 实验内容
        4.2.1 实验原料与仪器
        4.2.2 复合材料的制备
        4.2.3 样品表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 弯曲性能分析
        4.3.2 压缩性能分析
        4.3.3 冲击性能分析
    4.4 本章小结
第五章 总结
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果


【参考文献】：
期刊论文
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[4]碳纳米管/石墨烯杂化材料改性环氧树脂力学性能研究[J]. 吴俊青,俞科静,钱坤,曹海建,卢雪峰,孙洁.  材料导报. 2014(10)
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[10]Catalytic graphitization of carbon/carbon composites by lanthanum oxide[J]. 张灿,路贵民,孙泽,于建国.  Journal of Rare Earths. 2012(02)

博士论文
[1]功能化石墨烯的制备及在高性能高分子材料中的应用[D]. 曹也文.复旦大学 2012



本文编号：3069679