石墨烯/乙烯—乙烯醇共聚物复合膜的制备与研究
发布时间：2021-08-20 10:42
通过对石墨烯的功能化,在平行电场下实现了其在EVOH表面的LbL自组装,制备出两种功能化石墨烯/EVOHLbL复合膜,并对其综合性能进行评价。利用芳基重氮盐对还原氧化石墨烯进行功能化,制备出甲氧基苯功能化石墨烯（fGO）。在功能化过程中,石墨烯纳米片层结构保持完好。在高压平行电场中,制备出甲氧基苯功能化石墨烯/乙烯-乙烯醇共聚物（fGO/EVOH） LbL复合膜。这种复合膜具有优良的氧气和水蒸气阻隔性能,即使在相对湿度高达99 %的环境中仍具有最好的水蒸气阻隔性。例如（fGO/EVOH）20复合膜的水蒸气透过率为0.028 gm-2s-1 atm-1,氧气透过率为 0.05 cm3 m-2d-1 atm-1 。 此外,与单纯 EVOH膜相比,fGO/EVOH复合膜的杨氏模量和最大拉伸强度分别提高了 200 %和50 %。利用甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵对还原氧化石墨烯进行功能化,制备出甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵功能化石墨烯（mGO）。通过功能化,使带负电荷的石墨烯纳米片层转化为带正电荷。在电压为45 kV的平行高压电场中,实现mGO分散液在EVOH膜的表面自组装,制备出具有优良水蒸气...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３石墨烯膜纳米压痕示意图Ｗ??
石墨烯碳原子通过ＳＰ２杂化轨道连接，形成７ＷＩ蜂窝状结构，７ＷＩ键具有极大??的强度，理论上，石墨烯是强度最高的材料。ＬｅｅＷ利用原子力显微镜纳米压痕??的方法测得单层石墨烯的断裂强度为４２?ＮｎＶ１，如图１．３，二级抗变形刚度为３４０??Ｎ?ｍ－＾计算得杨氏模量为１．０?ＴＰａ。Ｆｒａｎｋ１５］用同样的方法测量了厚度为２－８?ｎｍ悬??浮的叠层石墨烯的力学性能，得到杨氏模量为０．５?ＴＰａ，弹簧常数为１－５?Ｎｎｒ１，??计算得张力为３００?ｒｉＮ，断裂强度相当于钢的２００倍。??１?辦?ｉＳｆｍ??图１．３石墨烯膜纳米压痕示意图Ｗ??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｎａｎｏｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｎ?ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｆｉｌｍｓ＾４＾??１．１．２．２石墨烯的电学性能??石墨烯作为零带隙半导体，表现出二级电场效应，并且电荷可以在电子或孔??洞上连续转换负载，如图１．４。在室温条件下，石墨烯的电子迁移率达到１５０００?ｃｍ２??Ｖ－１?Ｓ￣６］。除此之外，石墨烯的电子迁移率极小受到温度的影响，这表明在室温??下，石墨烯可以实现超高的电子迁移率。实验证明，将杂质分布最小化，悬浮石??墨烯的电子迁移率超过２０００００?ｃｍ２?Ｖ－４＇＾。另外，石墨烯即使增加载流子密度??２??
??图１．２石墨烯结构示意图ｔ２，３ｌ??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｇｒａｐｈｅｎｅ’２’３］??１．１．２石墨烯的性质??１．１．２．１石墨烯的力学性能??石墨烯碳原子通过ＳＰ２杂化轨道连接，形成７ＷＩ蜂窝状结构，７ＷＩ键具有极大??的强度，理论上，石墨烯是强度最高的材料。ＬｅｅＷ利用原子力显微镜纳米压痕??的方法测得单层石墨烯的断裂强度为４２?ＮｎＶ１，如图１．３，二级抗变形刚度为３４０??Ｎ?ｍ－＾计算得杨氏模量为１．０?ＴＰａ。Ｆｒａｎｋ１５］用同样的方法测量了厚度为２－８?ｎｍ悬??浮的叠层石墨烯的力学性能，得到杨氏模量为０．５?ＴＰａ，弹簧常数为１－５?Ｎｎｒ１，??计算得张力为３００?ｒｉＮ，断裂强度相当于钢的２００倍。??１?辦?ｉＳｆｍ??图１．３石墨烯膜纳米压痕示意图Ｗ??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｎａｎｏｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｎ?ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｆｉｌｍｓ＾４＾??１．１．２．２石墨烯的电学性能??石墨烯作为零带隙半导体，表现出二级电场效应，并且电荷可以在电子或孔??洞上连续转换负载，如图１．４。在室温条件下，石墨烯的电子迁移率达到１５０００?ｃｍ２??Ｖ－１?Ｓ￣６］。除此之外
【参考文献】：
期刊论文
[1]高阻隔性EVOH树脂及其在食品包装上的应用[J]. 周斌. 塑料包装. 2012(03)
[2]阻隔性包装材料的发展趋势[J]. 李尚青. 国外塑料. 2000(03)
[3]高阻隔性EVOH树脂[J]. 刘伯元,徐凌秀. 现代塑料加工应用. 2000(04)
[4]EVOH树脂[J]. 樊岩,胡绍华,章悦庭. 化工新型材料. 2000(02)
[5]EVOH树脂[J]. 唐伟家. 合成树脂及塑料. 1990(01)
硕士论文
[1]EVOH质子交换膜的制备[D]. 张红星.湖北大学 2012
[2]含Nisin和乳酸钠抗菌涂层的持续释放性和抑菌性研究[D]. 崔珊珊.江南大学 2009
[3]EVOH/蒙脱土纳米复合材料的制备、结构及性能研究[D]. 薛琼.湖南工业大学 2009
本文编号：3353351
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３石墨烯膜纳米压痕示意图Ｗ??
石墨烯碳原子通过ＳＰ２杂化轨道连接，形成７ＷＩ蜂窝状结构，７ＷＩ键具有极大??的强度，理论上，石墨烯是强度最高的材料。ＬｅｅＷ利用原子力显微镜纳米压痕??的方法测得单层石墨烯的断裂强度为４２?ＮｎＶ１，如图１．３，二级抗变形刚度为３４０??Ｎ?ｍ－＾计算得杨氏模量为１．０?ＴＰａ。Ｆｒａｎｋ１５］用同样的方法测量了厚度为２－８?ｎｍ悬??浮的叠层石墨烯的力学性能，得到杨氏模量为０．５?ＴＰａ，弹簧常数为１－５?Ｎｎｒ１，??计算得张力为３００?ｒｉＮ，断裂强度相当于钢的２００倍。??１?辦?ｉＳｆｍ??图１．３石墨烯膜纳米压痕示意图Ｗ??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｎａｎｏｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｎ?ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｆｉｌｍｓ＾４＾??１．１．２．２石墨烯的电学性能??石墨烯作为零带隙半导体，表现出二级电场效应，并且电荷可以在电子或孔??洞上连续转换负载，如图１．４。在室温条件下，石墨烯的电子迁移率达到１５０００?ｃｍ２??Ｖ－１?Ｓ￣６］。除此之外，石墨烯的电子迁移率极小受到温度的影响，这表明在室温??下，石墨烯可以实现超高的电子迁移率。实验证明，将杂质分布最小化，悬浮石??墨烯的电子迁移率超过２０００００?ｃｍ２?Ｖ－４＇＾。另外，石墨烯即使增加载流子密度??２??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]高阻隔性EVOH树脂及其在食品包装上的应用[J]. 周斌. 塑料包装. 2012(03)
[2]阻隔性包装材料的发展趋势[J]. 李尚青. 国外塑料. 2000(03)
[3]高阻隔性EVOH树脂[J]. 刘伯元,徐凌秀. 现代塑料加工应用. 2000(04)
[4]EVOH树脂[J]. 樊岩,胡绍华,章悦庭. 化工新型材料. 2000(02)
[5]EVOH树脂[J]. 唐伟家. 合成树脂及塑料. 1990(01)
硕士论文
[1]EVOH质子交换膜的制备[D]. 张红星.湖北大学 2012
[2]含Nisin和乳酸钠抗菌涂层的持续释放性和抑菌性研究[D]. 崔珊珊.江南大学 2009
[3]EVOH/蒙脱土纳米复合材料的制备、结构及性能研究[D]. 薛琼.湖南工业大学 2009
本文编号：3353351
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