新型Janus氧化石墨烯的制备及其应用

发布时间：2024-05-21 22:09

　　Janus纳米粒子是近十年来逐步发展起来的一种具有非对称结构的纳米粒子,其非对称结构使得其在空间结构和物理化学性质的各向异性,表现出各向同性材料所不具有的优异性能,在半导体、催化和生物医药等领域表现出优于普通纳米材料的特性。石墨烯作为一种近年来兴起的二维碳纳米材料,具有优异的光电学性质,在材料,能源及生物医药等领域有着广泛的应用前景。传统制备Janus石墨烯纳米片的方法是通过对氧化石墨烯片层上下面进行化学接枝改性从而得到上下表面不同官能团修饰的Janus石墨烯纳米片。本文通过对边缘部分氧化的石墨进行简单的超声处理,制备了一种沿片层平面方向具有不对称氧化程度的新型Janus氧化石墨烯纳米片。并运用AFM及拉曼成像技术系统地表征了该新型Janus氧化石墨烯的表面不对称化学结构,并考查了其独特的界面自组装行为以及其在纳滤膜、杂化水凝胶材料中的应用,主要研究内容分为以下三个部分:第一部分工作是新型Janus氧化石墨烯纳米片(JGO)的制备与表征。该部分工作将部分插层氧化石墨和强超声剥离相结合,成功制备得到了JGO。与传统的非对称化学修饰相比,JGO的制备和结构调控同时进行,有效地避免了改性过程...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1不同形状Janus粒子结构模型

新型Janus氧化石墨烯的制备及其应用2一的问题，因此在水凝胶中引入石墨烯这一功能性的纳米填料，可以有效地解决纯纤维素水凝胶机械性能差的问题，甚至赋予杂化水凝胶全新的特性。1.2Janus粒子Janus粒子命名于古罗马神话中的两面神，由于其在核心或日冕中具有严格的两相几何结构，因....

图1-6聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）为媒介制备Janus石墨烯的过程示意图，在单面功能化

新型Janus氧化石墨烯的制备及其应用10图1-6聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）为媒介制备Janus石墨烯的过程示意图，在单面功能化石墨烯层上旋涂一层PMMA薄膜，从衬底上剥离PMMA/石墨烯，在PMMA作为衬底的保护下，对石墨烯的另一侧进行非对称改性，最后除去PMMA，得到Jan....

图1-8（a）分子或离子通过2D堆叠GO的示意图和GO膜的基本传输机制：（b）面内孔径（缺陷），（c）与含氧官能团的相互作用（电荷效应）和（d）层间距[61]

青岛科技大学研究生学位论文13图1-8（a）分子或离子通过2D堆叠GO的示意图和GO膜的基本传输机制：（b）面内孔径（缺陷），（c）与含氧官能团的相互作用（电荷效应）和（d）层间距[61]Figure1.(a)Schematicillustrationofmoleculesori....

图1-9两种不同类型的GO旋涂方法示意图[66]

新型Janus氧化石墨烯的制备及其应用14被除去，从而导致CO和CO2气体的释放，进而产生面内孔隙。同时通过离子和电子轰击，也可在石墨烯中形成了约0.3nm的孔隙[67]。用KOH活化微波剥离可用于制备了孔径小于5nm的多孔石墨烯[68]。H2O2也可用于在RGO纳米片上开孔[6....

本文编号：3979988