石墨烯及石墨烯納米復合材料的制備與表征.pdf

1、石墨烯是由碳原子以sp2雜化連接的單原子層的二維六角元晶格結構構成的，它可以包裹形成零維的富勒烯，卷曲形成一維的碳納米管，也可以層層堆疊形成三維的石墨。石墨烯在電學、熱學及力學方面都表現(xiàn)出優(yōu)異的特性，在納米電子器件、晶體管以及新型高性能電池等方面具有廣泛的應用前景，引起了人們的廣泛關注。本文采用改良的Hummers法制備了氧化石墨(GO)，通過超聲分散法得到氧化石墨烯(GONS)，用水合肼還原氧化石墨烯制得石墨烯(GNS)。分別以氧化石

2、墨烯和石墨烯為納米粒子，用低聚殼聚糖(LMWC)和聚膦腈(PZS)對它們修飾得到石墨烯納米復合材料。采用傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)、紫外可見分光光譜儀(UV-vis)、熱重分析儀(TGA/DTG)、X射線衍射儀(XRD)、X射線能譜儀(EDX)對氧化石墨、石墨烯及其石墨烯納米復合材料體系進行結構表征和性能測試，采用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)對其微觀形貌進行觀察。
　　 FT-IR、元素分析的結果可

3、得，利用改良的Hummers法能制得氧化程度較高的氧化石墨。通過反應過程中顏色變化、TG、UV以及TEM的結果可知，水合肼的強還原作用實現(xiàn)了氧化石墨烯的還原，得到了性能良好的黑色石墨烯。FT-IR和UV-vis結果表明LMWC通過酰胺鍵成功接枝到了GNS的表面。TG結果表明制得的LMWC/GNS納米復合材料具有比純LMWC更高的熱穩(wěn)定性。溶解性能測試表明LMWC/GNS納米復合材料具有優(yōu)良的水溶性并且24 h后無沉淀產(chǎn)生?；谕饧幽０逭T

4、導自組裝機理，以六氯環(huán)三膦腈(HCCP)和4，4'-二羥基二苯砜(BPS)為共聚單體，三乙胺(TEA)為縛酸劑，對石墨烯進行包覆，并考察了不同反應體系對產(chǎn)物形貌的影響。借助SEM、TEM等手段得知，以無水四氫呋喃/無水乙醇為反應體系制備的聚膦腈/石墨烯(PZS/GNS)納米復合材料具有很好的層狀結構。PZS/GNS納米復合材料可輕易的溶解于水及大部分有機溶劑中（如乙醇、丙酮、THF、乙醚、CCl4等），且PZS在單層石墨烯片表面的非共價