球磨法制备石墨烯/甲壳素纳米纤维杂化材料及其应用

发布时间：2024-06-03 23:22

　　石墨烯近年来由于其独特的二维结构,超高的比表面积,优异的机械、导电和导热性能,引起了很大的关注和很多科学家的兴趣。然而,由于石墨烯片层之间强烈的π-π相互作用,使得石墨烯非常容易发生聚集和重聚集现象,阻碍了石墨烯的广泛应用。至今,实现其经济效益上的规模化生产和加工应用的简单操作性仍然是石墨烯研究领域的一个挑战。在过去的几年里,许多研究发现,液相剥离,通过在超声或者高速剪切力的作用下在不同溶剂中把石墨剥离成石墨烯是一种大量制备高质量的石墨烯的最有前途的方法。一般地,为了防止剥离成功的石墨烯由于片层之间的π-π相互作用又发生了不可逆转的再聚集,液相剥离的过程中经常会使用到一些稳定剂,如表面活性剂、有机盐类、芳环分子等。最近,用其它种类的纳米粒子来功能化石墨烯形成新型的纳米杂化材料提供了一种新的方法来阻止石墨烯的团聚。与此同时,最新的一些研究也表明石墨烯基的纳米杂化构件也可以拓宽石墨烯的应用,由于石墨烯和在其表面修饰的纳米粒子之间的相互作用所产生的协同效应。本文通过使用湿法球磨制备石墨烯,同时实现石墨烯的功能化,一步法制备出稳定的石墨烯和甲壳素纳米晶的杂化材料水分散液,并与聚乙烯醇进行复合,...

【文章页数】：74 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 石墨烯简介
        1.2.1 石墨烯的制备
            1.2.1.1 机械微剥离法
            1.2.1.2 热剥离法
            1.2.1.3 化学气相沉积法(CVD)
            1.2.1.4 氧化石墨烯
            1.2.1.5 液相剥离法
        1.2.2 石墨烯的性能
            1.2.2.1 力学性能
            1.2.2.2 导热性
            1.2.2.3 导电性
    1.3 石墨烯的功能化
        1.3.1 物理分散方法
        1.3.2 共价键功能化的方法
        1.3.3 非共价键功能化的方法
    1.4 甲壳素简介
        1.4.1 甲壳素的结构
        1.4.2 甲壳素纳米纤维
            1.4.2.1 自顶向下
            1.4.2.2 自底向上
        1.4.3 甲壳素纳米纤维的应用
    1.5 课题的提出及研究意义
第二章 实验部分
    2.1 主要实验原料及设备
        2.1.1 主要实验原料
        2.1.2 主要实验设备
    2.2 性能测试与表征
    2.3 材料制备
第三章 球磨法制备石墨烯工艺的探索
    3.1 引言
    3.2 材料制备
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 十二烷基硫酸钠(SDS)的用量对球磨石墨烯效果的影响
        3.3.2 球磨珠配比对球磨石墨烯效果的影响
        3.3.3 球磨机转速对球磨石墨烯效果的影响
        3.3.4 球磨时间对球磨石墨烯效果的影响
    3.4 本章小结
第四章 石墨烯/甲壳素纳米纤维杂化材料的制备
    4.1 引言
    4.2 材料制备
        4.2.1 α型甲壳素的纯化
        4.2.2 羧基化α甲壳素纳米纤维(α-ChNFs(COO^-))的制备
        4.2.3 羧基化β甲壳素纳米纤维(β-ChNFs(COO^-))的制备
        4.2.4 氨基化α甲壳素纳米纤维(α-ChNFs(NH3
+))的制备
        4.2.5 石墨烯/甲壳素纳米纤维水分散液的制备
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 带羧基的α甲壳素纳米纤维的浓度对球磨效果的影响
        4.3.2 球磨的石墨烯/甲壳素纳米纤维的形态测试
        4.3.3 球磨的石墨烯/甲壳素纳米纤维的结构分析
        4.3.4 石墨烯/甲壳素纳米纤维的制备和杂化的机理分析
    4.4 本章小结
第五章 杂化材料增强增韧聚乙烯醇
    5.1 引言
    5.2 材料制备
    5.3 实验结果与讨论
        5.3.1 GECH杂化材料增强增韧PVA的性能
        5.3.2 GECH杂化材料增强增韧PVA的机理
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
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本文编号：3988537

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