纳米Fe 3 O 4 /(氧化)石墨烯复合材料的制备及其性能研究
发布时间：2023-12-24 19:51
石墨烯自发现以来,其独特的结构和优异的性能广泛应用在各个领域。而与磁性粒子成为复合材料,更是广泛应用在生物分离、医药靶向给药、锂电池储能、电磁波吸收领域。本论文首先研究制备Fe3o4纳米粒子的最佳工艺条件,进一步将其制成稳定的水基磁性流体,并研究相关性能。之后研究了纳米Fe3O4/氧化石墨烯在外磁场发热升温性能,以及纳米Fe3O4/石墨烯在锂电池负极方面的应用。实验取得的成果如下：1、采用油酸作为表面活性剂,根据正交实验结果表明影响平均粒径的因素从大到小分别为：Fe2+与Fe3+的摩尔比例>反应温度>反应时间>油酸加入量。制备Fe304粒子最佳实验条件为：Fe2+:Fe3+摩尔比例为1：1.5,反应时间90分钟、反应温度90℃、油酸加入量为2.OmL时,制备的Fe3O4纳米粒子的粒径最小,为10nm左右近球形结构,磁饱和强度达为66.35emu/g,剩磁为1.35emu/g,具有超顺磁性。2、将Fe3O4纳米粒子进一步制备成稳定的水基磁性流体,水基磁性流体密度随Fe3O4固含量的增加而增加；在外加交变磁场下的升温速率也随着固含量Fe3O4的增加而增加。3、以天然石墨为...
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
引言
1.1 石墨烯
1.1.1 石墨烯简介
1.1.2 石墨烯的结构与性质
1.1.3 石墨烯的制备方法
1.2 氧化石墨烯
1.2.1 氧化石墨烯的功能化
1.2.2 氧化石墨烯的制备方法
1.3 磁性纳米材料
1.3.1 纳米Fe3O4粒子制备方法
1.3.2 纳米Fe3O4粒子以及Fe3O4磁性流体的应用
1.4 四氧化三铁/(氧化)石墨烯研究进展
1.4.1 四氧化三铁/氧化石墨烯研究进展
1.4.2 四氧化三铁/(还原氧化)石墨烯研究进展
1.5 论文选题的依据与实验内容
第二章 实验部分
2.1 实验试剂及实验仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 实验方法
2.2.1 水基磁性流体的制备
2.2.2 氧化石墨(GO)的制备
2.2.3 Fe3O4/GO粒子的制备
2.2.4 Fe3O4/GO磁性流体的制备
2.2.5 Fe3O4/HGs的制备
2.2.6 Fe3O4/RG的制备
2.3 极片的制备及锂电池组装
2.4 材料的测试与表征
2.4.1 X射线衍射(XRD)
2.4.2 扫描电子电子显微镜(SEM)
2.4.3 透射电子显微镜(TEM)
2.4.4 傅里叶红外光谱(FT-IR)
2.4.5 振动样品磁强针(VSM)
2.4.6 磁感应测温仪器
2.4.7 锂电性能测试
第三章 Fe3O4纳米粒子和磁性流体的制备及其性能研究
3.1 Fe3O4纳米粒子和Fe3O4水基磁性流体的制备
3.2 Fe3O4纳米粒子的最佳工艺方法的确定
3.3 各个因素对磁性Fe3O4粒径的影响
3.4 最佳工艺下油酸修饰Fe3O4纳米粒子的形貌与结构
3.5 磁性能分析
3.6 磁性流体性能研究
3.7 本章小结
第四章 Fe3O4/GO粒子及Fe3O4/GO磁性流体的研究
4.1 Fe3O4/GO粒子的制备
4.2 Fe3O4/GO纳米粒子的结构表征
4.3 Fe3O4/GO纳米粒子的磁性能
4.4 Fe3O4/GO纳米粒子在磁场中的发热性能
4.4.1 Fe2+与Fe3+比例对Fe3O4/GO粒子发热性能的影响
4.4.2 不同Fe3O4比例对Fe3O4/氧化石墨烯粒子发热性能的影响
4.5 Fe3O4/GO磁性流体的制备
4.6 不同反应温度对Fe3O4/GO磁性流体发热性能的影响
4.7 本章小结
第五章 不同形貌Fe3O4/石墨烯的电化学性能
5.1 Fe3O4纳米粒子的制备
5.2 Fe3O4纳米粒子的结构表征
5.3 Fe3O4纳米粒子的电化学性能
5.4 Fe3O4/还原石墨烯球(HGs)的制备
5.5 Fe3O4/HGs的表征
5.5.1 SEM分析
5.5.2 XRD分析
5.6 Fe3O4/HGs的电化学性能
5.7 Fe3O4/还原石墨烯(RG)的制备
5.8 Fe3O4/RG的表征
5.8.1 SEM分析
5.8.2 XRD分析
5.9 Fe3O4/RG的电化学性能
5.10 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者简介
导师简介
附件
本文编号：3875200
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【学位级别】：硕士
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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
引言
1.1 石墨烯
1.1.1 石墨烯简介
1.1.2 石墨烯的结构与性质
1.1.3 石墨烯的制备方法
1.2 氧化石墨烯
1.2.1 氧化石墨烯的功能化
1.2.2 氧化石墨烯的制备方法
1.3 磁性纳米材料
1.3.1 纳米Fe3O4粒子制备方法
1.3.2 纳米Fe3O4粒子以及Fe3O4磁性流体的应用
1.4 四氧化三铁/(氧化)石墨烯研究进展
1.4.1 四氧化三铁/氧化石墨烯研究进展
1.4.2 四氧化三铁/(还原氧化)石墨烯研究进展
1.5 论文选题的依据与实验内容
第二章 实验部分
2.1 实验试剂及实验仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 实验方法
2.2.1 水基磁性流体的制备
2.2.2 氧化石墨(GO)的制备
2.2.3 Fe3O4/GO粒子的制备
2.2.4 Fe3O4/GO磁性流体的制备
2.2.5 Fe3O4/HGs的制备
2.2.6 Fe3O4/RG的制备
2.3 极片的制备及锂电池组装
2.4 材料的测试与表征
2.4.1 X射线衍射(XRD)
2.4.2 扫描电子电子显微镜(SEM)
2.4.3 透射电子显微镜(TEM)
2.4.4 傅里叶红外光谱(FT-IR)
2.4.5 振动样品磁强针(VSM)
2.4.6 磁感应测温仪器
2.4.7 锂电性能测试
第三章 Fe3O4纳米粒子和磁性流体的制备及其性能研究
3.1 Fe3O4纳米粒子和Fe3O4水基磁性流体的制备
3.2 Fe3O4纳米粒子的最佳工艺方法的确定
3.3 各个因素对磁性Fe3O4粒径的影响
3.4 最佳工艺下油酸修饰Fe3O4纳米粒子的形貌与结构
3.5 磁性能分析
3.6 磁性流体性能研究
3.7 本章小结
第四章 Fe3O4/GO粒子及Fe3O4/GO磁性流体的研究
4.1 Fe3O4/GO粒子的制备
4.2 Fe3O4/GO纳米粒子的结构表征
4.3 Fe3O4/GO纳米粒子的磁性能
4.4 Fe3O4/GO纳米粒子在磁场中的发热性能
4.4.1 Fe2+与Fe3+比例对Fe3O4/GO粒子发热性能的影响
4.4.2 不同Fe3O4比例对Fe3O4/氧化石墨烯粒子发热性能的影响
4.5 Fe3O4/GO磁性流体的制备
4.6 不同反应温度对Fe3O4/GO磁性流体发热性能的影响
4.7 本章小结
第五章 不同形貌Fe3O4/石墨烯的电化学性能
5.1 Fe3O4纳米粒子的制备
5.2 Fe3O4纳米粒子的结构表征
5.3 Fe3O4纳米粒子的电化学性能
5.4 Fe3O4/还原石墨烯球(HGs)的制备
5.5 Fe3O4/HGs的表征
5.5.1 SEM分析
5.5.2 XRD分析
5.6 Fe3O4/HGs的电化学性能
5.7 Fe3O4/还原石墨烯(RG)的制备
5.8 Fe3O4/RG的表征
5.8.1 SEM分析
5.8.2 XRD分析
5.9 Fe3O4/RG的电化学性能
5.10 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者简介
导师简介
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