石墨烯-羥基磷灰石復(fù)合材料的制備、表征與力學(xué)性能的研究.pdf

1、石墨烯（Graphene or Reduced-Graphene Oxide，RGO），由單層碳原子堆積而成的二維蜂窩狀結(jié)構(gòu)碳基材料，由于其優(yōu)異的力學(xué)，電學(xué)，光學(xué)，熱學(xué)等性能，在電子、生物、復(fù)合材料領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景。RGO在細(xì)胞及動物體內(nèi)實驗中均表現(xiàn)出良好的生物相容性，這使得其在生物學(xué)上的運用成為可能，而現(xiàn)階段關(guān)于RGO應(yīng)用在骨組織修復(fù)工程中的報道較少，同時報道多為羥基磷灰石(Hydroxyapatite，HA)與石墨烯構(gòu)成的復(fù)合

2、材料，且現(xiàn)存文獻(xiàn)報道中RGO/HA復(fù)合材料也存在著復(fù)合材料中HA結(jié)晶度低、RGO團(tuán)聚以及RGO/HA制備過程中有毒還原劑使用等問題。
　　針對上述問題，本論文主要研究了含RGO的HA復(fù)合材料的制備方法，以及理化性能表征，特別是針對現(xiàn)存RGO/HA復(fù)合材料制備方法中存在的有毒還原劑使用、HA結(jié)晶度低以及RGO片層團(tuán)聚等問題做了相應(yīng)改進(jìn):
　　首先采用改進(jìn)的Hummers法制備了親水性良好、分散均勻的氧化石墨烯(Graphene

3、 Oxide，GO)水溶液，對其做一系列表征表明，由于GO表面帶有大量含氧官能團(tuán)，且碳氧比較低，數(shù)值為2.1，在水溶液中呈負(fù)電性，故使其能在水溶液中不易團(tuán)聚、分散均勻。采用水熱法對GO進(jìn)行還原，亦得到分散均勻的RGO水溶液，結(jié)果表明:由于RGO上尚殘留一些含氧官能團(tuán)，且以羧基為主，使得RGO親水性增加。
　　采用水熱法為基礎(chǔ)制備了RGO/HA復(fù)合粉末，深入研究水熱反應(yīng)過程中RGO與HA形成機(jī)理及氨水、尿素、氫氧化鈉三種pH調(diào)節(jié)劑對

4、RGO/HA復(fù)合粉末的影響，結(jié)果表明:三種不同pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)下均能生成RGO/HA復(fù)合粉末，且復(fù)合粉末中HA的結(jié)晶度高，但也存在著HA擇優(yōu)取向、復(fù)合材料形貌差異大的現(xiàn)象。同時GO的加入使得HA抗壓力學(xué)強(qiáng)度得到大幅度提高，當(dāng)添加3wt％的GO時，復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度及彈性模量較空白HA分別提高了298％及204％。
　　采用水熱法為基礎(chǔ)制備了RGO/HA自組裝復(fù)合水凝膠，并通過對比水凝膠不同反應(yīng)時間得到的產(chǎn)物分析其形成機(jī)理。同時本文通