三維石墨烯的制備及其性能研究.pdf

1、石墨烯是由六角原胞碳原子組成的二維蜂窩狀晶體，是構建其他維度碳質材料的基本單元，具有許多優(yōu)異的獨特性能，例如:高電子遷移率、高透明性、高的熱傳導性等，使其在透明導電薄膜，半導體器件，復合材料，傳感器等眾多領域中具有廣闊的應用前景。三維石墨烯是由二維石墨烯組成的多孔結構，與二維石墨烯相比，具有更高的機械強度、導電性、比表面積等更優(yōu)異的綜合性能。
　　本文首先采用改進的Hummers法制備氧化石墨烯，然后通過水熱法制備出三維石墨烯;采

2、用掃描電子顯微鏡、透射電鏡、原子力顯微鏡、Raman光譜和X射線衍射對所制備石墨烯的微觀結構進行表征，同時對三維石墨烯的導電性能、吸油特性和力學性能進行了測試;另外，考慮到Ag納米粒子由于它特殊的電子結構和巨大的比表面積使得它在化學反應的催化，表面增強拉曼散射，傳感，生物標記，抗菌等方面有著重要的應用，將石墨烯與Ag納米粒子復合可以利用其協(xié)同效應進一步改進其傳感和催化等性能，本文采用多元醇法和化學還原法兩種方法制備了Ag納米粒子，并通過

3、水熱的方法，制備了Ag納米粒子/石墨烯復合材料，并分別對其微觀結構和性能進行表征和測試。主要結果如下:
　　1、采用改進的Hummers法制備出高質量的氧化石墨烯，經過超聲處理后獲得的氧化石墨烯在水溶液中分散均勻，性能穩(wěn)定。
　　2、采用水熱法可將不同濃度的氧化石墨烯溶液制備成三維石墨烯，該方法不需要添加還原劑，粘結劑，綠色環(huán)保，操作簡單，易于大量制備。
　　3、在優(yōu)化的水熱法工藝條件下:高溫180℃，加熱24h，三維

4、石墨烯具有較好的結構穩(wěn)定性，將其在零下50℃真空冷凍干燥后，制備出了結構穩(wěn)定的三維石墨烯氣凝膠。
　　4、所制備的三維石墨烯氣凝膠在高溫400℃下氮氣氣氛下熱處理2h，仍具有較好的熱學穩(wěn)定性，對有機物具有較好的吸附性能，吸附率可以達到自身重量的24倍，承受50g砝碼重量不變形。
　　5、所制備的銀納米粒子粒子形狀為立方體，大小在50nm左右，多元醇法與化學還原法相比，其所制備的銀納米粒子性能更穩(wěn)定，顆粒分布均勻，無團聚現象。