石墨烯基聚合物智能納米材料.pdf

1、石墨烯因其特殊的二維碳單層結構，具有很多納米材料的小尺寸效應、量子效應、表面效應和生物親和效應等特性，使它在許多領域表現出潛在的應用價值。智能納米材料以其新穎的功能得到人們越來越多的關注，如何將石墨烯功能化，并用于制備石墨烯基智能納米材料，使智能材料的性能得到更好的提高，甚至賦予其本來沒有的功能，擴大智能材料的應用范圍，已經引起廣泛關注，也面臨著許多艱難的挑戰(zhàn)。
　　本文研究了石墨烯的功能化，并用于制備不同性能的智能納米材料，進一

2、步探討了石墨烯含量對性能的影響，主要結論如下：
　　(1)以天然石墨為原料，采用Hummers法制備氧化石墨烯，以硼氫化鈉為還原劑制備還原石墨烯，采用UV-Vis、XRD、XPS、FT-IR、Raman、SEM、TEM和AFM等手段表征所制備的兩種石墨烯，結果表明所得石墨烯為單層，尺寸大小100nm～4μm，還原后的石墨烯缺陷減少，共軛結構得到恢復，可用于石墨烯基聚合物智能納米材料的制備;
　　(2)采用自由基聚合在石墨烯表

3、面接枝聚N-異丙基丙烯酰胺，通過改變投料比來調節(jié)石墨烯的含量，結果表明石墨烯的含量可調控聚N-異丙基丙烯酰胺的LCST，當石墨烯含量在10％-30％之間時，可控制在37℃，接近人體的生理溫度，這一變化可歸因于石墨烯的高比表面積可接枝大量的聚N-異丙基丙烯酰胺和固定了聚合物鏈的一端，限制了聚合物鏈的自由運動導致的，并用AFM觀察了石墨烯上接枝聚合物在不同溫度下的形貌變化;
　　(3)在石墨烯上接枝聚丙烯酸和聚丙烯酰胺后，由于聚丙烯酸

4、和聚丙烯酰胺之間構成的氫鍵網絡具有良好的拉鏈效應，石墨烯的加入可以放大這種效應，而且賦予材料很好的力學性能，使其具有良好的形狀記憶和自愈合性能，當石墨烯含量為10％-30％時，具有很好的韌性和機械強度，形狀記憶性能很好，自愈合性能也很優(yōu)異;
　　(4)以石墨烯為模版，在石墨烯上接枝聚丙烯酸、聚丙烯酰胺和聚苯乙烯后，調節(jié)單體比例，當聚苯乙烯含量為70％-80％時，可以在單層石墨烯上組裝聚苯乙烯微球，形成周期性排列，制備了可在水、乙醇