还原氧化石墨烯气凝胶的制备及表征

发布时间：2023-01-31 07:43

　　石墨烯是一种片层状的二维碳材料,具有优异的电学性能、机械性能和力学性能,受到全世界越来越多的关注,逐渐应用到人们的生产生活中。由石墨烯片层在三维空间搭接形成的石墨烯气凝胶不仅保留石墨烯的一些特性,还具有气凝胶超低密度,高比表面积的特点,这使得石墨烯气凝胶在能源存储与转化、吸附、催化等领域有十分广阔的应用前景。本文通过超声辅助Hummers法制备氧化石墨,经水热还原组装制备氧化石墨烯气凝胶。首先,以天然鳞片石墨为原料,在传统的Hummers法制备氧化石墨的基础上,于浓硫酸插层反应结束时将反应体系置于超声分散装置中进行超声处理使石墨片层间的距离进一步增大,为高锰酸钾氧化石墨提供更多的反应位面,提高石墨的氧化程度。通过X射线衍射、红外光谱、X射线光电子能谱和扫描电子显微镜对制得的氧化石墨进行表征。分析可知,制备的氧化石墨呈片层状,其碳氧比为1.79,氧化程度较高。其次,以二乙烯三胺为还原剂通过水热组装制备还原氧化石墨烯气凝胶,并对由氧化石墨烯分散液通过水热还原形成凝胶的过程进行机理分析。在二乙烯三胺用量确定的前提下,增加氧化石墨烯分散液的浓度会使制得气凝胶的密度先减小而后增大,干燥过程中的体... 

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 石墨烯的性质、制备及应用
        1.1.1 石墨烯的结构性质
        1.1.2 石墨烯的制备
        1.1.3 石墨烯的应用
    1.2 还原氧化石墨烯基气凝胶的概述
        1.2.1 气凝胶与石墨烯气凝胶
        1.2.2 还原氧化石墨烯气凝胶的制备方法
        1.2.3 还原氧化石墨烯基气凝胶的应用
    1.3 本文研究内容
第二章 实验原料与方法
    2.1 实验原料及仪器
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验仪器与设备
    2.2 真空冷冻干燥
    2.3 测试表征方法
第三章 氧化石墨的制备及表征
    3.1 引言
    3.2 超声辅助Hummers法制备氧化石墨
    3.3 结果与讨论
    3.4 本章小结
第四章 二乙烯三胺还原氧化石墨烯气凝胶的制备与表征
    4.1 引言
    4.2 氧化石墨烯分散液的制备
    4.3 还原制备石墨烯气凝胶
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 密度与收缩率的测定
        4.4.2 石墨烯气凝胶形成机理及形貌分析
        4.4.3 氧化石墨烯分散液浓度的对制备气凝胶影响
        4.4.4 还原剂对气凝胶的影响
    4.5 本章小结
第五章 硫代硫酸钠还原氧化石墨烯基气凝胶的制备与表征
    5.1 引言
    5.2 实验过程
        5.2.1 制备硫代硫酸钠溶液
        5.2.2 氧化石墨烯分散液的制备
        5.2.3 石墨烯凝胶的制备
        5.2.4 凝胶的水醇透析
        5.2.5 凝胶的干燥
        5.2.6 气凝胶的热处理
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 硫代硫酸钠对氧化石墨烯的还原
        5.3.2 氧化石墨烯浓度对气凝胶形貌的影响
        5.3.3 硫代硫酸钠用量对气凝胶形貌的影响
        5.3.4 硫代硫酸钠用量对气凝胶力学性能的影响
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]乳液法制备聚乙烯醇-石墨烯气凝胶及其对纯有机物的吸附[J]. 王振有,刘会娥,朱佳梦,陈爽,于安然.  化工学报. 2019(03)
[2]超弹性石墨烯气凝胶的制备及其性能[J]. 汪利娜,张弛道,王新灵,郑震.  功能高分子学报. 2018(05)



本文编号：3733820