氧化石墨烯的可控分散性及其对水泥基复合材料结构与性能的影响

发布时间：2022-10-09 15:08

　　氧化石墨烯（GO）作为石墨烯的衍生物,具有超大的比表面积且片层上含有多种官能团,被广泛用于复合材料的制备。GO作为纳米材料,由于尺寸小且片层间具有较强的范德华力导致其易发生团聚,使其对复合材料性能的改善无法达到预期结果。前期研究发现GO可以调控水泥水化产物,使其形状和聚集体结构趋向规整,显著提高了水泥基复合材料的力学性能和耐久性。目前存在的问题是GO不能在水泥基体中以少数片层均匀分散,导致水泥基复合材料结构不均匀。本研究针对GO分散的问题,通过化学改性的方法制备出少片层、小尺寸且均匀分散的GO分散液,研究了其对水泥基复合材料结构与性能的影响。（1）通过Hummers法制备GO,用巯基乙酸、偶氮二异丁腈、丙烯酸、乙烯基三乙氧基硅烷和γ-丙基三甲氧基硅烷对GO进行改性得到巯基改性GO（SGO）、羧甲基化GO（CGO）、聚丙烯酸改性GO（AGO）、支化改性GO（VGO）和γ-丙基三甲氧基硅烷改性GO（KGO）,并探讨六种样品在水相中的分散性。采用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、拉曼光谱（Raman）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）和紫外... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 氧化石墨烯的研究进展
        1.1.1 氧化石墨烯的简介
        1.1.2 氧化石墨烯的制备方法
        1.1.3 氧化石墨烯的应用
    1.2 氧化石墨烯在水泥基复合材料中的研究进展
        1.2.1 氧化石墨烯对水泥基复合材料性能的影响
        1.2.2 氧化石墨烯对水泥水化反应的作用机理
    1.3 氧化石墨烯在水泥基体中的分散性研究
        1.3.1 机械分散法
        1.3.2 物理表面修饰法
        1.3.3 化学表面修饰法
    1.4 课题研究目的及内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
2 氧化石墨烯的可控分散研究
    2.1 主要试剂与仪器
    2.2 实验部分
        2.2.1 氧化石墨烯的制备
        2.2.2 改性氧化石墨烯的制备
        2.2.3 氧化石墨烯的表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 X-射线衍射仪(XRD)分析
        2.3.2 红外光谱(FTIR)分析
        2.3.3 拉曼光谱(Raman)分析
        2.3.4 微观形貌(SEM和TEM)分析
        2.3.5 原子力显微镜(AFM)分析
        2.3.6 氧化石墨烯分散液的片层尺寸分布分析
        2.3.7 氧化石墨烯的热重(TGA)分析
        2.3.8 氧化石墨烯分散液的分散性分析
    2.4 本章小结
3 不同分散程度氧化石墨烯对水泥基复合材料结构与性能的影响
    3.1 主要试剂与仪器
    3.2 实验部分
        3.2.1 水泥基复合材料的制备
        3.2.2 水泥基复合材料的结构与性能表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 水泥基复合材料的力学性能分析
        3.3.2 水泥基复合材料的红外光谱(FTIR)分析
        3.3.3 水泥基复合材料的微观形貌(SEM)分析
        3.3.4 水泥基复合材料的水化晶体分析
        3.3.5 水泥基复合材料的孔结构分析
    3.4 本章小结
4 VGO轻质水泥基复合材料的制备与性能
    4.1 主要试剂与仪器
    4.2 实验部分
        4.2.1 VGO轻质水泥基复合材料的制备
        4.2.2 VGO轻质水泥基复合材料的吸附实验
        4.2.3 VGO轻质水泥基复合材料的结构与性能表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 VGO轻质水泥基复合材料的结构与力学性能分析
        4.3.2 VGO轻质水泥基复合材料的吸附性能分析
    4.4 本章小结
5 结论、创新点和展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术成果



本文编号：3688861