NMMO溶剂液相剥离制备石墨烯纳米材料的研究
发布时间：2021-08-07 10:25
石墨烯材料具有独特的sp2杂化片层结构,有优异的电子特性,量子效应以及出色的热和机械性能,在电学,热学,机械和化学领域有广泛的应用。因此,开发一种高效的制备方法对于提高石墨烯的性能是非常重要的。与传统氧化-还原法制备石墨烯相比,液相剥离法由于能较好的保存石墨烯的原始结构、工艺简单、成本低而成为当前制备石墨烯领域的研究热点。另一方面,传统用于剥离石墨的有机溶剂对空气和湿度敏感,后续难分离且对环境造成污染。因此,选用一种稳定的绿色环保有机溶剂对氧化石墨/氧化石墨烯原料进行剥离已经成为我们的目标。NMMO结构稳定、绿色环保、可重复利用,而且对氧化石墨及氧化石墨烯具有较好的还原效果,规模化生产也不会对环境造成污染,因此被选作理想的剥离溶剂。本文主要对利用以N-甲基吗啉-N-氧化物（NMMO）为溶剂液相剥离法制备石墨烯的新技术进行了探索研究。利用超声辅助技术制得氧化石墨分散液,并将其分散至一水NMMO中,制得石墨烯纳米材料。具体研究内容如下:（1）氧化石墨采用改进的Hummers法制备,真空机械搅拌条件下与一水NMMO溶剂反应,分别水洗,真空干燥制得石墨烯纳米材料。石墨氧化...
【文章来源】：天津理工大学天津市
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
碳材料家族Figure1-1Carbonmaterials
[10]。图1-2 石墨烯的特殊结构Figure 1-2 Typical structure of graphene single-layer对于单层石墨烯而言，理想状态下平整无缺陷，Meyer等[11]研究发现在电镜下显示有许多波纹，皱缩的褶皱存在于片状结构的石墨烯中，常规方法制备的石墨烯在高温加热过程中由于大比表面积，不稳定，会通过自发的团聚来降低自身能量。如图1-3[12]是石墨烯的微观图，由于石墨烯存在的这些褶皱，因此在许多方面具有优异的性能和广泛地应用前景[13-16]，如力学、电学和光学等。石墨烯的发现，科学家设想的单层碳原子层能够独立稳定存在被证实
理、化学等领域性能表现优异，基于此开展石墨烯的制备应用研究具有重要的指导意义。图1-3 单层石墨烯的微观示意图[12]Figure 1-3 Micro structure graphene single-layer[12]1.2.2 石墨烯的制备方法目前，石墨烯的制备方法主要都是基于石墨的结构性质，其制备方法包括物理制备和化学制备。2004年Geim等[1]采用微机械剥离法制备出单层石墨烯。由于自身优异的性能，引起了广泛的研究热潮，而石墨烯的制备方法研究是研究其性能和应用的基础。历年来，世界各国科学家们研究了各种制备方案，逐渐发展出一系列的制备方法，例如，机械剥离法、液相剥离法、氧化还原法以及化学气相沉积法等。（1）机械剥离法2004年，Geim等[1]通过机械剥离制备出单层稳定，高度结晶的石墨烯。主要的制备方法是在1 mm厚的高取向热解石墨表面使用氧等离子体进行离子刻蚀，在20 μm-2 mm宽、5 μm深度的微沟槽表面刻蚀时
【参考文献】：
期刊论文
[1]胶带粘黏法制备石墨烯存在的问题探讨[J]. 王天博. 甘肃科技. 2017(23)
[2]电化学剥离制备石墨烯及其光电特性研究进展[J]. 平蕴杰,龚佑宁,潘春旭. 中国激光. 2017(07)
[3]石墨烯复合材料的制备及应用研究进展[J]. 杨文彬,张丽,刘菁伟,刘欢锐,唐兵华. 材料工程. 2015(03)
[4]石墨烯的化学气相沉积法制备及其表征[J]. 邹鹏,石文荣,杨书华,黄德欢. 材料科学与工程学报. 2014(02)
[5]石墨烯的制备与表征[J]. 谢普,于杰,秦军,邓青,黄浩,许国杨,吕晴. 贵州化工. 2010(04)
本文编号：3327627
【文章来源】：天津理工大学天津市
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
碳材料家族Figure1-1Carbonmaterials
[10]。图1-2 石墨烯的特殊结构Figure 1-2 Typical structure of graphene single-layer对于单层石墨烯而言，理想状态下平整无缺陷，Meyer等[11]研究发现在电镜下显示有许多波纹，皱缩的褶皱存在于片状结构的石墨烯中，常规方法制备的石墨烯在高温加热过程中由于大比表面积，不稳定，会通过自发的团聚来降低自身能量。如图1-3[12]是石墨烯的微观图，由于石墨烯存在的这些褶皱，因此在许多方面具有优异的性能和广泛地应用前景[13-16]，如力学、电学和光学等。石墨烯的发现，科学家设想的单层碳原子层能够独立稳定存在被证实
理、化学等领域性能表现优异，基于此开展石墨烯的制备应用研究具有重要的指导意义。图1-3 单层石墨烯的微观示意图[12]Figure 1-3 Micro structure graphene single-layer[12]1.2.2 石墨烯的制备方法目前，石墨烯的制备方法主要都是基于石墨的结构性质，其制备方法包括物理制备和化学制备。2004年Geim等[1]采用微机械剥离法制备出单层石墨烯。由于自身优异的性能，引起了广泛的研究热潮，而石墨烯的制备方法研究是研究其性能和应用的基础。历年来，世界各国科学家们研究了各种制备方案，逐渐发展出一系列的制备方法，例如，机械剥离法、液相剥离法、氧化还原法以及化学气相沉积法等。（1）机械剥离法2004年，Geim等[1]通过机械剥离制备出单层稳定，高度结晶的石墨烯。主要的制备方法是在1 mm厚的高取向热解石墨表面使用氧等离子体进行离子刻蚀，在20 μm-2 mm宽、5 μm深度的微沟槽表面刻蚀时
【参考文献】：
期刊论文
[1]胶带粘黏法制备石墨烯存在的问题探讨[J]. 王天博. 甘肃科技. 2017(23)
[2]电化学剥离制备石墨烯及其光电特性研究进展[J]. 平蕴杰,龚佑宁,潘春旭. 中国激光. 2017(07)
[3]石墨烯复合材料的制备及应用研究进展[J]. 杨文彬,张丽,刘菁伟,刘欢锐,唐兵华. 材料工程. 2015(03)
[4]石墨烯的化学气相沉积法制备及其表征[J]. 邹鹏,石文荣,杨书华,黄德欢. 材料科学与工程学报. 2014(02)
[5]石墨烯的制备与表征[J]. 谢普,于杰,秦军,邓青,黄浩,许国杨,吕晴. 贵州化工. 2010(04)
本文编号：3327627
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