石墨烯制备中氧化及非水介质中还原方法的研究
发布时间：2024-02-25 13:39
石墨烯是一种通过单层碳原子sp2杂化堆积呈二维蜂窝状点阵结构的碳材料,具有不凡的电学、热学、机械等性能,因其独特的导电性在储能器件和电子元件等方面具有很大的潜在应用。目前,制备石墨烯的方法有机械剥离法、氧化还原法、外延生长法和化学气相沉淀法(CVD)等。其中,化学氧化还原法适用于规模化制备,具有潜在的工业化前景。氧化还原法中石墨氧化阶段最常用的方法是Hummers法和Tours法,氧化过程中会生成受热易爆炸的七氧化二锰(Mn2O7),在制备过程中危险系数高。大多数文献报导的氧化还原法制备的石墨烯电导率不太理想(2007500 S m-1)。为了克服以上问题,本文做出了以下两个方面的研究工作:针对Hummers法和Tours法中的易爆问题,本文提出了一种较为安全的氧化石墨烯(GO)制备方法。向反应体系中加入较大量的水,避免Mn2O7的生成,提高制备过程的安全性。首先探讨了不同反应体系对GO氧化程度的影响,确定了最佳反应体系为浓硫酸(H<...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 石墨烯概述
1.2.1 石墨烯的结构
1.2.2 石墨烯的性能
1.2.3 石墨烯的制备
1.2.4 石墨烯的应用
1.3 氧化石墨烯概述
1.3.1 氧化石墨烯的结构
1.3.2 氧化石墨烯的性能
1.3.3 氧化石墨烯的制备
1.3.4 氧化石墨烯的应用
1.4 还原氧化石墨烯的制备
1.4.1 还原剂还原法
1.4.2 热溶液还原法
1.4.3 电化学还原法
1.4.4 微波还原法
1.5 本论文的目的、意义及研究内容
1.5.1 本论文的目的及意义
1.5.2 本论文的研究内容
第二章 氧化石墨烯制备方法改进的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料与试剂
2.2.2 实验仪器与设备
2.2.3 混酸体系GO的制备
2.2.4 酸和水体系GO的制备
2.2.5 不同工序GO的制备
2.2.6 最佳体系和改进工序GO的制备
2.3 实验测试与表征
2.3.1 傅里叶变换红外光谱(FTIR)
2.3.2 激光拉曼散射光谱(Raman)
2.3.3 X射线衍射(XRD)
2.3.4 扫描电子显微镜(SEM)
2.3.5 激光粒度仪
2.3.6 粘度的测定
2.3.7 氧化石墨烯收率的测定
2.4 结果与讨论
2.4.1 GO制备现象
2.4.2 红外光谱分析
2.4.3 激光拉曼光谱分析
2.4.4 X射线衍射分析
2.4.5 扫描电子显微镜
2.4.6 粒径分析
2.4.7 粘度分析
2.4.8 收率分析
2.5 本章小结
第三章 石墨烯制备方法改进的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料与试剂
3.2.2 实验仪器与设备
3.2.3 GO的制备
3.2.4 石墨烯的制备
3.3 实验测试与表征
3.3.1 傅里叶变换红外光谱(FTIR)
3.3.2 激光拉曼散射光谱(Raman)
3.3.3 紫外可见光谱(UV-vis)
3.3.4 X射线衍射(XRD)
3.3.5 X射线光电子能谱(XPS)
3.3.6 扫描电子显微镜(SEM)
3.3.7 场发射透射电子显微镜(FETEM)
3.3.8 四探针测试仪
3.4 结果与讨论
3.4.1 红外光谱分析
3.4.2 激光拉曼光谱分析
3.4.3 紫外光谱分析
3.4.4 X射线衍射分析
3.4.5 X射线光电子能谱图
3.4.6 扫描电子显微镜
3.4.7 场发射透射电子显微镜
3.4.8 石墨烯分散性分析
3.4.9 石墨烯电导率分析
3.5 本章小结
第四章 总结与展望
4.1 总结
4.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的学术成果
本文编号：3910390
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 石墨烯概述
1.2.1 石墨烯的结构
1.2.2 石墨烯的性能
1.2.3 石墨烯的制备
1.2.4 石墨烯的应用
1.3 氧化石墨烯概述
1.3.1 氧化石墨烯的结构
1.3.2 氧化石墨烯的性能
1.3.3 氧化石墨烯的制备
1.3.4 氧化石墨烯的应用
1.4 还原氧化石墨烯的制备
1.4.1 还原剂还原法
1.4.2 热溶液还原法
1.4.3 电化学还原法
1.4.4 微波还原法
1.5 本论文的目的、意义及研究内容
1.5.1 本论文的目的及意义
1.5.2 本论文的研究内容
第二章 氧化石墨烯制备方法改进的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料与试剂
2.2.2 实验仪器与设备
2.2.3 混酸体系GO的制备
2.2.4 酸和水体系GO的制备
2.2.5 不同工序GO的制备
2.2.6 最佳体系和改进工序GO的制备
2.3 实验测试与表征
2.3.1 傅里叶变换红外光谱(FTIR)
2.3.2 激光拉曼散射光谱(Raman)
2.3.3 X射线衍射(XRD)
2.3.4 扫描电子显微镜(SEM)
2.3.5 激光粒度仪
2.3.6 粘度的测定
2.3.7 氧化石墨烯收率的测定
2.4 结果与讨论
2.4.1 GO制备现象
2.4.2 红外光谱分析
2.4.3 激光拉曼光谱分析
2.4.4 X射线衍射分析
2.4.5 扫描电子显微镜
2.4.6 粒径分析
2.4.7 粘度分析
2.4.8 收率分析
2.5 本章小结
第三章 石墨烯制备方法改进的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料与试剂
3.2.2 实验仪器与设备
3.2.3 GO的制备
3.2.4 石墨烯的制备
3.3 实验测试与表征
3.3.1 傅里叶变换红外光谱(FTIR)
3.3.2 激光拉曼散射光谱(Raman)
3.3.3 紫外可见光谱(UV-vis)
3.3.4 X射线衍射(XRD)
3.3.5 X射线光电子能谱(XPS)
3.3.6 扫描电子显微镜(SEM)
3.3.7 场发射透射电子显微镜(FETEM)
3.3.8 四探针测试仪
3.4 结果与讨论
3.4.1 红外光谱分析
3.4.2 激光拉曼光谱分析
3.4.3 紫外光谱分析
3.4.4 X射线衍射分析
3.4.5 X射线光电子能谱图
3.4.6 扫描电子显微镜
3.4.7 场发射透射电子显微镜
3.4.8 石墨烯分散性分析
3.4.9 石墨烯电导率分析
3.5 本章小结
第四章 总结与展望
4.1 总结
4.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的学术成果
本文编号：3910390
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3910390.html
