石墨烯主体和增强规整凝胶材料的研究

发布时间：2022-02-21 23:23

　　石墨烯是由单层sp²杂化碳原子组成的蜂窝状的二维材料,独特的电子结构使其具有优良的物化性质。因此,石墨烯在光电、生物和吸附等多个领域均有巨大的潜在应用价值。将二维的石墨烯应用到三维材料中,可以明显改善其力学性能,并且引入反应位点,提供可能的功能性。四臂聚乙二醇（tetra-PEG）是一种高强度水凝胶,规整的三维网络结构使其具有较好的压缩性能,但是,这种水凝胶的拉伸性能往往较差,因此其应用受到限制。本文为了解决这个问题,以石墨烯为增强纳米粒子,首先制备了四臂聚乙二醇/石墨烯（tetra-PEG/RGO）纳米复合水凝胶,进而研究了石墨烯含量对水凝胶结构和性能的影响。结果表明,石墨烯的引入使该水凝胶的压缩强度比传统tetra-PEG水凝胶增加了29倍,拉伸强度增加了9倍。同时,由于石墨烯的共轭结构与含有苯环的有机染料分子相互作用,使得tetra-PEG/RGO水凝胶表现出较好的染料吸附性能。此外,这种复合水凝胶还表现出较好的近红外光（NIR）响应性。另一方面,由于具有三维网络交联结构的石墨烯气凝胶（GA）在电化学、吸附和催化领域均有良好的表现,但是,采用简单的制备方法制... 

【文章来源】：上海交通大学上海市211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 石墨烯概述
        1.1.1 石墨烯简介
        1.1.2 石墨烯的性质
        1.1.3 石墨烯的制备方法
        1.1.4 石墨烯材料的应用领域
    1.2 石墨烯(衍生物)在三维凝胶材料中的应用
        1.2.1 石墨烯(衍生物)/高分子纳米复合水凝胶
        1.2.2 石墨烯气凝胶
    1.3 本文的选题及研究内容
第二章 石墨烯气凝胶的制备及其性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验所使用的原材料和仪器设备
        2.2.2 氧化石墨烯的制备
        2.2.3 石墨烯气凝胶的制备
        2.2.4 表征与测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 氧化石墨烯的表征
        2.3.2 石墨烯气凝胶的制备与表征
        2.3.3 石墨烯气凝胶的性能测试
    2.4 本章小结
第三章 RGO/Tetra-PEG纳米复合水凝胶的制备及其性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 原材料与试验设备
        3.2.2 RGO/tetra-PEG纳米复合水凝胶的制备
        3.2.3 RGO/tetra-PEG纳米复合水凝胶的表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 TAPEG和 TPPEG的合成与表征
        3.3.2 RGO/tetra-PEG纳米复合水凝胶的制备与表征
        3.3.3 RGO/tetra-PEG纳米复合水凝胶的性能研究
    3.4 本章小结
第四章 全文总结
    4.1 主要结论
    4.2 后续工作
参考文献
攻读硕士期间已发表或待发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Three-dimensional graphene networks: synthesis,properties and applications[J]. Yanfeng Ma,Yongsheng Chen.  National Science Review. 2015(01)



本文编号：3638219