石墨在机械剥离过程中的力学性能研究及石墨烯的连续稳定化制备

发布时间：2017-06-20 09:02

  本文关键词：石墨在机械剥离过程中的力学性能研究及石墨烯的连续稳定化制备，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：石墨烯的大规模制备方法一直未能被突破是限制其优异的物理、化学和力学性能应用于现代科学与工业的重要因素。石墨片层的剥离、断裂和团聚共同决定了石墨烯制备方法的产量和质量。因此,石墨在剥离过程中的力学性能研究对大规模制备石墨烯具有重要价值。通过研究机械剥离过程中石墨结构的粒度和厚度分布变化关系,建立了石墨结构在剥离过程中的能量交互模型；通过表征超细天然石墨在无分散剂环境中利用机械剥离法制备石墨烯溶液过程中的结构变化,并基于能量交互模型,计算了石墨在机械剥离过程中(1)剥离石墨的范德华能、(2)片状石墨断裂的共价键能、(3)片层间的团聚势能和(4)片状结构间的团聚势能。结合实验结果表明石墨片层剥离和片状断裂使层间和片状间接触面积被释放,使团聚能被激活并不断增大；石墨片层变化释放的团聚能是消耗的剥离能的4倍,层间剥离能与平面断裂能相差两个数量级。再次,基于石墨剥离与团聚力学性能的研究,本文进一步地提出了连续性稳定分散状态下制备石墨烯的方法。该方法使石墨在剥离过程中连续保持最佳分散状态,使制备的石墨烯含量大大提升。石墨结构在剥离过程中的能量交互研究对其力学性能分析和大规模制备高径厚比的石墨烯具有实际意义。
【关键词】：石墨 机械剥离 力学性能 分散状态 石墨烯
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ127.11
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 前言9-24
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.2 石墨烯制备技术概述10-12
• 1.2.1 化学制备方法10-11
• 1.2.2 机械制备方法11-12
• 1.3 液相机械剥离法原理12-13
• 1.4 粉碎理论发展现状13-20
• 1.5 分散剂对石墨烯制备的影响20-22
• 1.6 本论文的研究思路22-24
• 第2章 石墨结构的剥离过程及其能量交互模型的建立24-30
• 2.1 石墨在剥离过程中的结构变化24-25
• 2.2 石墨结构间的交互能25-26
• 2.3 能耗分析26-28
• 2.4 剥离能模型28
• 2.5 纵向团聚能模型28
• 2.6 横向团聚能模型28-30
• 第3章 石墨在剥离过程中的交互能研究30-43
• 3.1 实验内容30-31
• 3.1.1 实验目的30
• 3.1.2 实验材料30
• 3.1.3 实验方法30-31
• 3.2 结果与讨论31-42
• 3.2.1 石墨剥离后的结构表征31-37
• 3.2.2 石墨剥离过程的能耗规律37-40
• 3.2.3 能耗机理40-42
• 3.3 本章小结42-43
• 第4章 石墨烯连续分散状态研究及大规模制备43-53
• 4.1 实验内容43-44
• 4.1.1 实验目的43
• 4.1.2 实验材料及设备43
• 4.1.3 实验方法及表征43-44
• 4.2 结果与讨论44-52
• 4.2.1 最佳制备条件44-46
• 4.2.2 团聚性能46-48
• 4.2.3 连续稳定分散状态制备石墨烯48-50
• 4.2.4 石墨烯结构表征及产量的提升率50-52
• 4.3 本章小结52-53
• 结论与展望53-54
• 参考文献54-58
• 致谢58-59
• 攻读硕士期间发表学术论文情况59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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本文编号：465067