22253.功能化石墨烯納米片的制備、表征及應(yīng)用

1、山東理工大學(xué)山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文功能化石墨烯納米片的制備、表征及應(yīng)用功能化石墨烯納米片的制備、表征及應(yīng)用SynthesisacterizationApplicationofFunctionalizedGrapheneNanoplatelets研究生：何志偉何志偉指導(dǎo)教師：趙增典（教授）趙增典（教授）協(xié)助指導(dǎo)教師：劉然升（副教授）劉然升（副教授）申請學(xué)位門類級別：理學(xué)碩士理學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)名稱：物理化學(xué)物理化學(xué)研究方向：材料制備與應(yīng)用材

2、料制備與應(yīng)用論文完成日期：2015年4月15日2015年4月15日分類號：O613密級：單位代碼：10433學(xué)號：Y1305128山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要I摘要自從石墨烯被成功分離制備以來，一直是人們所研究的熱點。本文對石墨烯的制備及應(yīng)用進(jìn)行了綜述，提出了一種新穎、高效的制備石墨烯納米片的方法，并在此基礎(chǔ)上得到了功能化的石墨烯納米片（FunctionalizedGrapheneNanoplateletsFGNPs）。同時，論文也對F

3、GNPs的改性和應(yīng)用進(jìn)行了論述，研究了其作為潤滑油添加劑的潤滑增效性能。論文的主要研究內(nèi)容概括如下：功能化石墨烯納米片的制備：以磁攪拌研磨法作為制備方法，通過弱磁性研磨介質(zhì)的高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的摩擦力、碰撞力和剪切力將天然鱗片石墨以極高的效率破碎至納米尺寸，隨后又利用雙氧水的氧化性將其功能化。采用氮氣吸附、SEM、TEM、FTIR、TGA和XRD等手段進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，研磨時間為4h時即可得到比表面為738.1m2g1的石墨烯納米片，相

4、對于原始石墨1.7m2g1的比表面積增大了約434倍。FTIR結(jié)果顯示樣品表面具有羥基、羧基等含氧官能團(tuán)。XRD和SAED顯示出所制備樣品具有良好的結(jié)晶性。功能化石墨烯納米片的改性：利用功能化石墨烯納米片存在的羥基、羧基等含氧官能團(tuán)，以帶有長鏈烷基的正十二烷基三乙氧基硅烷、硬脂酸、油酸等為改性劑，使FGNPs以化學(xué)鍵合的形式接枝長鏈烷基以改變其在潤滑油中的懸浮穩(wěn)定性。FTIR測試結(jié)果表明，改性后的石墨烯納米片具有對稱亞甲基和不對稱甲基峰

5、出現(xiàn)。當(dāng)改性石墨烯納米片（ModifiedGrapheneNanoplateletsMFGNPs）與未改性石墨烯納米片分散液相比較時，在相同的離心速度和時間下前者有著更高的吸光度值，表明其具有更好的懸浮穩(wěn)定性。改性石墨烯納米片的摩擦學(xué)性能測試：利用改性石墨烯納米片的小尺寸和自潤滑特點，作為添加劑添加到潤滑油中以增強(qiáng)潤滑油的潤滑效果。四球摩擦實驗表明，相比較基礎(chǔ)油而言，當(dāng)MGNPs添加量為1wt‰時，平均摩擦系數(shù)從0.1170降低到0.0

6、642，磨斑大小從482μm降低到353μm，分別降低了約45%和26.8%。當(dāng)添加量增加到1.5wt‰時，平均摩擦系數(shù)和磨斑直徑分別為0.0282、284μm，較之基礎(chǔ)油分別降低了75.9%和41.1%。這充分說明了改性石墨烯納米片在保證其良好的懸浮穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上有著優(yōu)秀的潤滑增效功能。此外，本實驗制備功能化石墨烯納米片所采用的磁攪拌研磨法是一種高效、環(huán)保、低成本的物理破碎法，可實現(xiàn)石墨烯納米片的大規(guī)模制備。本論文對功能化石墨烯納米片