石墨烯/橡胶和二硫化钼纳米片层/明胶复合材料的制备及物理性能的研究

发布时间：2023-06-02 03:05

　　石墨烯和二硫化钼纳米片层以其独特的二维结构和优异的力学性能,在电子、能源和新材料等领域具有巨大的潜在应用价值,目前为止仍是人们关注和研究的热点课题。本论文主要研究了溶液剥离法制备石墨烯和萘钠插层法制备二硫化钼纳米片层以及它们在聚合物复合材料方面的初步应用。主要内容包括以下几点：1.首先利用改进的Hummers法和溶液剥离法分别成功地制备了氧化石墨(GO)和溶液剥离石墨烯(PG)。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(]Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、傅立叶红外光谱(FT-IR)和紫外-可见光吸收光谱(UV-vis)等测试手段分别对GO和PG进行表征,结果表明氧化石墨表面含有丰富的含氧官能团,有利于对其进行功能化,此外大量官能团的存在破坏了石墨上碳原子sp2杂化结构；而溶液剥离法制备的石墨烯片层上的含氧官能团少、结构缺陷度低,很好地保留石墨烯的大π共轭结构。2.采用溶液共混法制备了石墨烯/硅橡胶复合材料,并对其力学性能和导电性能进行研究。结果表明,石墨烯在复合材料中的逾渗阈值为1%,当复合材料中石墨烯的含量为3%时,复合材料的体积电导率相较纯的硅橡胶提高...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 碳系纳米材料
        1.2.1 石墨烯
        1.2.2 其他碳系纳米材料
    1.3 过渡金属硫化物纳米材料
        1.3.1 富勒烯和纳米管结构二硫化钼
        1.3.2 二硫化钼纳米片层
    1.4 聚合物基二维纳米复合材料
        1.4.1 高分子基二维纳米复合材料的制备方法
        1.4.2 二维纳米材料增加聚合物的物理机械性能
        1.4.3 二维纳米材料增加高分子材料的热稳定性
        1.4.4 二维纳米材料增加聚合物的导电性
        1.4.5 二维纳米材料增加高分子材料的生物相容性
    1.5 本课题研究的意义与主要研究内容
        1.5.1 本课题研究的意义
        1.5.2 本课题的主要研究内容
第二章. 氧化石墨与石墨烯片层的制备
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 实验内容
        2.2.4 石墨烯的测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 扫面电子显微镜镜分析
        2.3.2 X射线衍射(XRD)分析
        2.3.3 拉曼结果分析
        2.3.4 X-射线光电子能谱(XPS)分析
        2.3.5 傅里叶红外光谱(FT-IR)和紫外-可见光吸收光谱UV-vis结果分析
    2.4 结论
第三章. 石墨烯/硅橡胶复合材料的制备及其性能的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 实验内容
    3.3 复合材料的测试与表征
        3.3.1 石墨烯/硅橡胶复合材料的拉伸测试
        3.3.2 石墨烯/硅橡胶复合材料的扫描电子显微镜测试
        3.3.3 石墨烯/硅橡胶复合材料的电阻率测试
    3.4 结果讨论
        3.4.1 石墨烯/硅橡胶复合材料的拉伸结果分析
    3.5 本章小结
第四章 石墨烯/丁苯橡胶复合材料的制备及其性能的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 实验内容
    4.3 复合材料的表征
        4.3.1 石墨烯/丁苯橡胶复合材料的扫描电子显微镜(SEM)的测试
        4.3.2 石墨烯/丁苯橡胶复合材料的X-射线衍射(XRD)测试
        4.3.3 石墨烯/丁苯橡胶复合材料的硫化测试
        4.3.4 石墨烯/丁苯橡胶复合材料的拉伸测试
        4.3.5 石墨烯/丁苯橡胶复合材料的热失重(TGA)测试
        4.3.6 石墨烯/丁苯橡胶复合材料的动态力学性能(DMA)测试
    4.4 结果讨论
        4.4.1 石墨烯/丁苯橡胶复合材料的扫描电子显微镜(SEM)的分析
        4.4.2 石墨烯/丁苯橡胶复合材料的x射线衍射(XRD)分析
        4.4.3 石墨烯/丁苯橡胶复合材料的硫化测试
        4.4.4 石墨烯/丁苯橡胶复合材料的拉伸结果分析
        4.4.5 石墨烯/丁苯橡胶复合材料的热失重(TGA)分析
        4.4.6 石墨烯/丁苯橡胶复合材料的动态力学性能(DMA)分析
    4.5 本章小结
第五章 二硫化钼纳米片层的制备及表征
    5.1 引言
    5.2 实验器材和方法
        5.2.1 实验材料
        5.2.2 实验仪器
        5.2.3 实验方法
    5.3 二硫化钼纳米片层的表征
        5.3.1 扫描电子显微镜(SEM)的测试
        5.3.2 透射电子显微镜(TEM)测试
        5.3.3 原子力显微镜(AFM)测试
        5.3.4 X-射线衍射(XRD)测试
    5.4 结果与讨论
        5.4.1 宏观剥离二硫化钼分析
        5.4.2 扫描电子显微镜分析
        5.4.3 透射电子显微镜(TEM)分析
        5.4.4 原子力显微镜(AFM)分析
        5.4.5 X射线衍射(XRD)分析
    5.5 结论
第六章 二硫化钼纳米片层/明胶复合材料的制备及其性能的研究
    6.1 引言
    6.2 实验器材和方法
        6.2.1 实验材料
        6.2.2 实验仪器
        6.2.3 实验方法
    6.3 性能测试
        6.3.1 X-射线衍射(XRD)测试
        6.3.2 透射电子显微镜(TEM)测试
        6.3.3 扫描电子显微镜(SEM)测试
        6.3.4 傅里叶红外光谱(FTIR)测试
        6.3.5 拉伸测试
        6.3.6 差示扫描(DSC)测试
        6.3.7 热失重(TGA)测试
    6.4 结果与讨论
        6.4.1 明胶及其复合材料的X射线衍射(XRD)分析
        6.4.2 明胶及其复合材料的透射电镜(TEM)分析
        6.4.3 明胶及其复合材料的扫描电镜(SEM)分析
        6.4.4 明胶及其复合材料的傅里叶红外光谱(FT-IR)分析
        6.4.5 明胶及其复合材料的拉伸结果分析
        6.4.6 明胶及其复合材料的差示扫描(DSC)结果分析
        6.4.7 明胶及其复合材料的热失重分析(TGA)测试结果分析
    6.5 结论
结论与展望
参考文献
致谢
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本文编号：3827539