基于石墨烯的制備與性能研究.pdf

1、石墨烯是由碳原子緊密排列的二維石墨層結(jié)構(gòu)。由于其獨(dú)特的電子、熱力學(xué)和機(jī)械性能，如彈道運(yùn)輸效應(yīng)，零帶隙等，都引起科學(xué)界的極大興趣。為了更好的研究石墨烯的特性和應(yīng)用，人們發(fā)明了很多方法，包括機(jī)械剝離法，化學(xué)氣相沉積法，外延生長(zhǎng)法等等。其中化學(xué)方法由于所需成本低廉、操作簡(jiǎn)易等原因成為最有可能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制備石墨烯的方法之一，且化學(xué)方法有助于基于石墨烯復(fù)合材料的制備，擴(kuò)展了石墨烯的應(yīng)用領(lǐng)域。本論文主要研究了石墨烯以及基于石墨烯的納米材料的化學(xué)制備

2、與性能分析。
　　 本論文首先研究了石墨烯的制備和性能分析。采用改進(jìn)的Hummers方法氧化石墨再用水合肼還原得到。首先將石墨將石墨和強(qiáng)氧化性酸混合進(jìn)行初步氧化，再把初步氧化后的石墨與高錳酸鉀、濃硫酸冰浴混合，經(jīng)雙氧水處理后得到氧化石墨，最后使用水合肼還原制備得到石墨烯。使用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、原子力顯微鏡、傅里葉紅外光譜、X射線衍射儀以及熱重差熱分析儀對(duì)石墨烯樣品進(jìn)行表面形貌、微觀結(jié)構(gòu)、成分以及熱穩(wěn)定性進(jìn)行分析。結(jié)

3、果表明，石墨烯樣品已被完全還原，表面有波浪形的起伏和褶皺，石墨烯的層間距為0.37nm，片層厚度為3.02nm，相當(dāng)于3-4層碳層，熱穩(wěn)定性良好。
　　 本論文還研究了基于石墨烯的納米復(fù)合材料的制備和性能分析。本文設(shè)計(jì)了三種制備石墨烯/Fe3O4納米復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)方案:1、以石墨烯為前驅(qū)，直接與四氧化三鐵混合，中間加入黏合劑;2、以氧化石墨烯為前驅(qū)，在常溫下制備石墨烯/Fe3O4納米復(fù)合材料;3、以氧化石墨烯為前驅(qū)，在加熱的條件下