兩種新型石墨烯復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、石墨烯因具有獨(dú)特的電學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)性能使其常被用作復(fù)合材料中的增強(qiáng)相和功能相。由于其具有較大的比表面積、高的電子遷移率和低的密度等特性使其在儲能材料、電磁波的干擾材料等方面具有潛在的應(yīng)用，因此，用于優(yōu)化石墨烯的光、電、催化性能的幾類功能復(fù)合材料引起了人們的廣泛關(guān)注。本文基于化學(xué)分散法大量的制備石墨烯，同時(shí)采用簡便的共混法制備了兩種石墨烯復(fù)合材料，并對其紅外吸波性能和電化學(xué)性能進(jìn)行研究。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)氧化石墨烯(GO

2、)與石墨烯(CCG)的制備與表征。采用改進(jìn)方法制備氧化石墨烯，并通過液相水合肼還原氧化石墨烯制備了石墨烯。通過DFM、SEM、FTIR、XPS、XRD、Raman、UV-Vis對其形貌、結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。結(jié)果表明，氧化石墨烯已經(jīng)被完全剝離為單片層，平均厚度為0.8～1.2nm。由sp2雜化的碳原子構(gòu)成的六元環(huán)平面結(jié)構(gòu)中引入羥基、環(huán)氧基、羧基等含氧官能團(tuán)。通過水合肼還原后所得石墨烯含氧官能團(tuán)的還原程度較高，碳碳雙鍵得到部分恢復(fù)，共軛程度增大，

3、紫外吸收峰紅移，在270nm處出現(xiàn)新的吸收峰。
　　(2)石墨烯紅外吸波材料的制備與紅外吸波性能研究。將氧化石墨烯與納米γ-Al2O3、超細(xì)SiO2以及阿魏酸哌嗪有機(jī)結(jié)合起來，并采用水合肼原位還原制備石墨烯吸波材料。并通過FT-IR、SEM、XRD、激光粒度分析儀等對復(fù)合材料的形貌與結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。并測試了煙幕在1.06μm激光的透過率曲線和8～12μm波段的紅外圖像的遮蔽特性，結(jié)果表明所制備的煙幕粒子易團(tuán)聚合、結(jié)塊，對煙幕的紅外

4、消光和干擾效果產(chǎn)生不利的影響。
　　(3)碳化細(xì)菌纖維素/石墨烯(CBC/CCG)復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能研究。將不同比例的氧化石墨烯(GO)與碳化細(xì)菌纖維素(CBC)超聲復(fù)合，并用水合肼原位還原制得CBC/CCG復(fù)合材料。利用SEM、XRD、Raman對其形貌、結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。并通過循環(huán)伏安、交流阻抗、恒流充放電測試等方法，對其電化學(xué)性能進(jìn)行測試。結(jié)果表明，在10mA/cm2電流密度下，CBC/CCG復(fù)合材料中GO/CBC的質(zhì)量