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文檔簡(jiǎn)介
1、石墨烯是于2004年發(fā)現(xiàn)的一種新型碳納米材料,是由碳原子以sp2雜化連接組成的單層蜂窩狀二維結(jié)構(gòu)材料。由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)(如超大的比表面積)以及優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等性能,得到了科學(xué)界的廣泛關(guān)注和研究,對(duì)物理、化學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生了很深的影響,表現(xiàn)出了巨大的潛在應(yīng)用前景。但石墨烯也有自己的缺點(diǎn),比如表面惰性,在溶劑中較差的分散性以及石墨烯片層間由于范德華力的存在而易產(chǎn)生的團(tuán)聚。這些缺點(diǎn)嚴(yán)重影響了石墨烯的研究和發(fā)展,因此解決這些存
2、在的問(wèn)題對(duì)石墨烯的發(fā)展至關(guān)重要。通過(guò)對(duì)石墨烯進(jìn)行功能化,可以在石墨烯的表面引入新的基團(tuán),克服石墨烯的自身帶有的這些缺陷。
本文主要研究通過(guò)環(huán)加成的方法對(duì)石墨烯進(jìn)行功能化,制備出具有新性能的石墨烯基化合物,并通過(guò)透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)、X射線電子能譜(XPS)、紅外(FTIR)、拉曼(Raman)等表征手段驗(yàn)證了其結(jié)構(gòu)和性能。
主要研究結(jié)果如下:
1.石墨烯與四腈基環(huán)氧乙烷通過(guò)環(huán)加成作用進(jìn)行反
3、應(yīng),得到了多腈基的石墨烯基復(fù)合材料。通過(guò)紅外光譜的檢測(cè)確定了復(fù)合物中含有腈基;通過(guò)XPS分析,確定了復(fù)合材料中含有氮元素,并且以腈基的形式;通過(guò)拉曼光譜的分析,確定了反應(yīng)過(guò)程中破壞了石墨烯的共軛結(jié)構(gòu);通過(guò)SEM,TEM的分析,表明石墨烯反應(yīng)前后的形貌結(jié)構(gòu)均為半透明褶皺狀;通過(guò)EDS的分析,表明反應(yīng)過(guò)程中四腈基環(huán)氧乙烷均勻的分布到了石墨烯的片層上。
2.石墨烯與多聚甲醛和N–(2–巰基丙酰)甘氨酸(硫普羅寧)的縮合物通過(guò)環(huán)加成作
4、用進(jìn)行反應(yīng),得到了含巰基的石墨烯基復(fù)合物,然后在巰基上負(fù)載單金屬銀納米顆粒。對(duì)負(fù)載單金屬銀納米顆粒的石墨烯進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,結(jié)果顯示大量單金屬銀納米顆粒均勻的分散在了石墨烯表面;對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行XPS元素分析,結(jié)果表明,負(fù)載單金屬銀后的石墨烯銀元素的含量高達(dá)10.58%,銀納米顆粒是以巰基為位點(diǎn)成核生長(zhǎng)的,且負(fù)載上的銀納米顆粒為零價(jià)態(tài)的銀元素;通過(guò)催化還原對(duì)硝基苯酚的反應(yīng),證明了負(fù)載單金屬銀納米顆粒的石墨烯基化合物具有很好的催化活性,優(yōu)于傳統(tǒng)的催
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