石墨烯及其它典型二维材料纳米片制备技术探究
发布时间：2023-03-23 21:21
石墨烯具有优异的光学、电学、力学等特性,在光电、催化、储能和微电子器件等众多领域应用潜力巨大。石墨烯的性能表现与其层数密切相关,然而,如何基于自上而下原理(Top-down method)通过化学剥离天然石墨获得层数可调的石墨烯仍旧是一个挑战。此外,目前石墨烯等二维材料的化学剥离多采用腐蚀性强酸和高沸点有机盐,其使用以及废弃物的排放给环境会造成严重污染,因此有必要研究探索石墨烯等二维材料的绿色化学剥离技术。基于此,本学位论文开展了如下研究工作:(1)采用浓硫酸/过硫酸铵二元化学剥离体系对天然石墨进行剥离,系统研究了剥离温度对天然石墨剥离成石墨烯的影响。发现:剥离温度对所制备的石墨烯层数有重要影响。基于此,提出了一种通过改变剥离温度调控石墨烯层数的技术策略。(2)以发展石墨烯绿色化学剥离技术为目标,研究探讨了在微波辅助作用下,采用过氧化氢和过氧化尿素预处理石墨后,利用过氧化氢化学剥离石墨烯纳米片技术的可行性。结果表明:在微波的辅助下,石墨经过过氧化氢和过氧化尿素预处理后,利用过氧化氢可成功将其剥离成石墨烯纳米片。(3)以发展石墨烯绿色化学剥离技术为目标,研究探讨了在微波辅助作用下,采用过...
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 石墨烯的结构及其性能
1.2.1 石墨烯的结构
1.2.2 石墨烯的性能
1.3 石墨烯的制备方法
1.3.1 “自下而上”制备石墨烯
1.3.2 “自上而下”制备石墨烯
1.4 六方氮化硼和二硫化钼的性能及其制备方法
1.4.1 六方氮化硼的性能
1.4.2 二硫化钼的性能
1.4.3 六方氮化硼和二硫化钼的制备方法
1.5 二维材料的应用
1.6 本文研究思路及其主要内容
第2章 实验材料和方法
2.1 实验原料与设备
2.1.1 实验原料与试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 材料的表征方法
2.2.1 X射线衍射(XRD)分析
2.2.2 拉曼光谱(Raman)分析
2.2.3 X射线光电子能谱(XPS)分析
2.2.4 扫描电子显微镜(FE-SEM)分析
2.2.5 透射电子显微镜(TEM)分析
2.2.6 原子力显微镜(AFM)分析
2.2.7 四探针测试电导率分析
2.2.8 电磁屏蔽性能(EMI shielding effectiveness)分析
第3章 少层石墨烯纳米片层数调控技术研究
3.1 引言
3.2 石墨烯制备过程
3.3 层数可控的石墨烯的形貌及结构分析
3.3.1 不同温度制备的石墨烯分散液分析
3.3.2 XRD分析
3.3.3 Raman分析
3.3.4 微观形貌分析
3.4 层数可控的石墨烯纳米片质量分析
3.4.1 AFM对层数可控的石墨烯纳米片厚度分析
3.4.2 层数可控的石墨烯纳米片的质量分析
3.5 反应机理分析
3.6 石墨烯纳米片的平均层数与电导率的相关性
3.7 本章小结
第4章 微波辅助过氧化氢制备石墨烯纳米片技术研究
4.1 引言
4.2 石墨烯及石墨烯纸的制备
4.2.1 石墨烯纳米片的制备
4.2.2 石墨烯纸的制备
4.3 石墨烯聚集体形貌分析
4.4 石墨烯纳米片形貌分析
4.5 石墨烯纳米片的质量分析
4.6 石墨烯纳米片剥离机理分析
4.7 石墨烯纳米纸的性能
4.8 本章小结
第5章 微波辅助过氧乙酸制备石墨烯纳米片技术研究
5.1 引言
5.2 石墨烯及石墨烯纸的制备
5.2.1 石墨烯纳米片的制备
5.2.2 石墨烯纸的制备
5.3 石墨烯聚集体(GAs)的形貌分析
5.4 石墨烯纳米片形貌与结构分析
5.4.1 石墨烯纳米片在不同溶剂中的分散性
5.4.2 石墨烯纳米片的形貌分析
5.5 石墨烯纳米片质量分析
5.6 反应机理分析
5.7 石墨烯纸的优异性能
5.8 本章小结
第6章 微波辅助过氧乙酸制备其它典型二维材料纳米片技术研究
6.1 引言
6.2 六方氮化硼和二硫化钼的剥离过程
6.3 六方氮化硼纳米片的剥离制备分析
6.3.1 六方氮化硼的分散性分析
6.3.2 六方氮化硼纳米片的结构分析
6.3.3 六方氮化硼纳米片的形貌分析
6.4 二硫化钼纳米片的剥离制备分析
6.4.1 二硫化钼纳米片的结构分析
6.4.2 二硫化钼纳米片的形貌分析
6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
本文编号：3768775
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 石墨烯的结构及其性能
1.2.1 石墨烯的结构
1.2.2 石墨烯的性能
1.3 石墨烯的制备方法
1.3.1 “自下而上”制备石墨烯
1.3.2 “自上而下”制备石墨烯
1.4 六方氮化硼和二硫化钼的性能及其制备方法
1.4.1 六方氮化硼的性能
1.4.2 二硫化钼的性能
1.4.3 六方氮化硼和二硫化钼的制备方法
1.5 二维材料的应用
1.6 本文研究思路及其主要内容
第2章 实验材料和方法
2.1 实验原料与设备
2.1.1 实验原料与试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 材料的表征方法
2.2.1 X射线衍射(XRD)分析
2.2.2 拉曼光谱(Raman)分析
2.2.3 X射线光电子能谱(XPS)分析
2.2.4 扫描电子显微镜(FE-SEM)分析
2.2.5 透射电子显微镜(TEM)分析
2.2.6 原子力显微镜(AFM)分析
2.2.7 四探针测试电导率分析
2.2.8 电磁屏蔽性能(EMI shielding effectiveness)分析
第3章 少层石墨烯纳米片层数调控技术研究
3.1 引言
3.2 石墨烯制备过程
3.3 层数可控的石墨烯的形貌及结构分析
3.3.1 不同温度制备的石墨烯分散液分析
3.3.2 XRD分析
3.3.3 Raman分析
3.3.4 微观形貌分析
3.4 层数可控的石墨烯纳米片质量分析
3.4.1 AFM对层数可控的石墨烯纳米片厚度分析
3.4.2 层数可控的石墨烯纳米片的质量分析
3.5 反应机理分析
3.6 石墨烯纳米片的平均层数与电导率的相关性
3.7 本章小结
第4章 微波辅助过氧化氢制备石墨烯纳米片技术研究
4.1 引言
4.2 石墨烯及石墨烯纸的制备
4.2.1 石墨烯纳米片的制备
4.2.2 石墨烯纸的制备
4.3 石墨烯聚集体形貌分析
4.4 石墨烯纳米片形貌分析
4.5 石墨烯纳米片的质量分析
4.6 石墨烯纳米片剥离机理分析
4.7 石墨烯纳米纸的性能
4.8 本章小结
第5章 微波辅助过氧乙酸制备石墨烯纳米片技术研究
5.1 引言
5.2 石墨烯及石墨烯纸的制备
5.2.1 石墨烯纳米片的制备
5.2.2 石墨烯纸的制备
5.3 石墨烯聚集体(GAs)的形貌分析
5.4 石墨烯纳米片形貌与结构分析
5.4.1 石墨烯纳米片在不同溶剂中的分散性
5.4.2 石墨烯纳米片的形貌分析
5.5 石墨烯纳米片质量分析
5.6 反应机理分析
5.7 石墨烯纸的优异性能
5.8 本章小结
第6章 微波辅助过氧乙酸制备其它典型二维材料纳米片技术研究
6.1 引言
6.2 六方氮化硼和二硫化钼的剥离过程
6.3 六方氮化硼纳米片的剥离制备分析
6.3.1 六方氮化硼的分散性分析
6.3.2 六方氮化硼纳米片的结构分析
6.3.3 六方氮化硼纳米片的形貌分析
6.4 二硫化钼纳米片的剥离制备分析
6.4.1 二硫化钼纳米片的结构分析
6.4.2 二硫化钼纳米片的形貌分析
6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
本文编号：3768775
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