石墨烯/功能聚合物复合材料的合成与应用

发布时间：2021-07-23 16:03

　　近年来石墨烯/聚合物复合材料因其优异的性能引起了相当多的关注。然而常规的聚合物与石墨烯组成复合材料时,聚合物的引入经常会损害石墨烯的一些性能,如降低石墨烯材料本征的高导电性、导热能力、高比表面积等,因此石墨烯/聚合物复合材料的应用也受到颇多限制。在本文中,我们瞄准复合材料的应用场景,设计、制备了一些具有特定功能的聚合物并与石墨烯形成复合材料。功能聚合物和石墨烯的协同作用能够改善复合材料的某些特性或者带来一些特定的功能,从而满足更多应用场景下的需求。主要研究的工作内容如下:1、合成一系列具有不同苯并噁嗪基团嵌段数的嵌段高分子表面活性剂,并应用于水溶液中超声液相剥离制备石墨烯,从而探究表面活性剂的嵌段数与石墨烯的浓度之间的关系。然后制备具有不同厚度等属性的石墨烯/热固性苯并噁嗪嵌段高分子复合薄膜,并研究其力学性能与表面活性剂的嵌段数之间的关系。2、在二甲基甲酰胺（DMF）中利用超声液相剥离法制备石墨烯,然后将其制备成高性能薄膜电极,并利用特定聚合物对该薄膜电极进行改性,探索其在柔性全固态超级电容器领域的应用。 

【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２氧化石墨烯结构图??Ｆｉｇｕｒｅ．?１．２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｏｘｉｄｅ??．．

?依然是石墨烯迈向应用的关键【９７，９８１。通过自上而下的途径，利用物理或者化学??方法剥离石墨制备石墨烯在大规模制备石墨烯方面表现出其明显的优势。比如??其中较早受到关注的利用强氧化剂在石墨烯上引入大量的取代基（如羟基、羧??基等），从而增加石墨烯纳米片之间的间距，减小它们之间的范德华作用力，从??而得到易于分散的氧化石墨烯｜９９］。虽然该类方法能够用于大规模制备石墨烯，??得到的纳米片的尺寸也较大，但是对于引入取代基导致的结构缺陷，即使后期??通过还原反应也不能够被完全修复，如图２．１所示。因此，获得的还原石墨烯的??性能包括机械强度、导电性、导热性等相比于高品质的石墨烯均有显著下降１１ＧＱ１。??利用机械方法液相剥离石墨能够避免剧烈的氧化还原反应引入的结构缺陷，可??用于制备高品质石墨烯，因而近些年受到广泛的关注［１（）１１。特别是在液相中借助??超声波的剥离方法显示出巨大的潜力，如图２．２所示。??ＣＯＯＨ?广＇?／??８００?Ｔ?ｉｎ?Ｈ，?＂：?＇??Ｈ０，Ｈ＜Ｃ００Ｈ??图２．１强氧化剂引入取代基??Ｆｉｇｕｒｅ．?２．１?Ｓｔｒｏｎｇ?ｏｘｉｄａｎｔ?ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ?ｓｕｂｓｔｉｔｕｅｎｔｓ??１７??

图２．４具有多个苯并噁嗪嵌段的高分子表面活性剂??Ｆｉｇｕｒｅ．?２．４?Ｐｏｌｙｍｅｒ?ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ?ｗｉｔｈ?ｍｕｌｔｉｐｌｅ?ｂｅｎｚｏｘａｚｉｎｅ?ｂｌｏｃｋｓ??２．２实验部分??


本文编号：3299602