石墨烯及其衍生物納米復(fù)合材料的制備與應(yīng)用.pdf

1、石墨烯(graphene)是一種由單層碳原子通過sp2雜化軌道形成的六元環(huán)蜂窩網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的二維平面材料。Graphene自身的半金屬性、高電子遷移率、很大的比表面積、良好的透光性以及優(yōu)異的導(dǎo)熱性與力學(xué)性能，使得石墨烯在納米尺度下和納米復(fù)合材料中具有諸多應(yīng)用前景。本文以Hummers法為基礎(chǔ)，在不使用NO3-離子為氧化劑的條件下制備了氧化石墨(graphite oxide)，利用超聲分散的方式獲得氧化石墨烯(GO)，并利用化學(xué)還原與光還原的

2、方法制備了graphene。以這些材料為基礎(chǔ)，通過無機(jī)與有機(jī)修飾手段合成了三種石墨烯衍生物，將插層和接枝化合物運(yùn)用于阻燃領(lǐng)域，并且利用納米二氧化鈦(TiO2)紫外光催化還原GO的產(chǎn)物作為對電極(CEs)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)染料敏化太陽能電池(DSCs)中的CEs材料鉑(Pt)。
　　 主要工作如下:
　　 (1)利用兩種不同的方法合成了兩種不同形式的磷酸鹽插層graphiteoxide的化合物，且通過多種表征手段證明了磷酸鹽在gr

3、aphite oxide層間，并發(fā)現(xiàn)此類磷酸鹽插層graphite oxide的化合物相互間作用力小且均勻分散，受熱后的穩(wěn)定性比純凈的graphite oxide有顯著提高。因與聚丙烯的熱分解溫度匹配良好，可以在未來作為聚丙烯的阻燃添加劑。
　　 (2)采用氯化亞砜對GO處理以獲得具有更高反應(yīng)活性的?；賹?，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)接枝到graphene上形成graphene-DOPO。經(jīng)

4、拉曼檢測后發(fā)現(xiàn)反應(yīng)前后碳層結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，且紅外光譜檢測出的有機(jī)官能團(tuán)與X射線光電子能譜檢測出的元素分布均顯示graphene-DOPO的成功合成。Graphene-DOPO在乙醇、丙酮、四氫呋喃中良好的分散性，表明graphene-DOPO將會(huì)很簡便的引入到其他熱固性高分子材料中而不引發(fā)自身的團(tuán)聚效應(yīng)。graphene與含磷阻燃劑形成的接枝化合物可以作為一種新型無鹵阻燃劑。
　　 (3)利用納米TiO2顆粒紫外光催化還原GO形