氧化石墨烯基復合膜結構設計及其響應性功能研究.pdf

1、濃度可調且均勻分散的GO水溶液被認為是制備層疊結構石墨烯基膜最基本的原材料，同時以GO水溶液為基礎的成膜方法也在不斷更新和完善。經過還原處理GO膜的簡單操作可以得到具有良好導電性的還原氧化石墨烯(RGO)膜，并且能夠保留GO膜前驅體的層疊微結構?；贕O和石墨烯擁有眾多優(yōu)異的性能，它們在智能驅動體系中發(fā)揮出巨大的潛力和優(yōu)勢，不對稱異質結構、雙層或多層復合結構設計能夠賦予GO基及石墨烯基膜材料多種環(huán)境刺激響應驅動性。本文圍繞著GO膜的不同

2、制備方法和還原處理方法，以及Janus結構GO基復合膜的構造與其響應驅動性能等方面的研究展開工作，具體包括以下幾項內容:
　　1、利用改進的Hummers法獲得了穩(wěn)定均勻分散的GO水溶液，然后采用界面成膜、溶劑蒸發(fā)和真空抽濾方法分別制備出了具有層疊結構的GO膜，并通過熱壓還原、熱解還原和HI化學還原方法處理GO膜，得到了更高導熱率和更低電阻的RGO膜。實驗表征測試結果表明，真空抽濾法得到的GO膜的結構更規(guī)整，機械性能良好，且膜厚可

3、控易于操作，因此是最高效的成膜技術;HI化學還原得到的RGO膜能夠保持完整的膜結構，較好地改善原始GO膜的導熱導電性，從而達到了最佳的還原效果。
　　2、基于GO和RGO不同的吸失水特性，我們設計并成功制備了具有環(huán)境刺激響應驅動性的Janus結構GO/RGO復合膜，其在溫度和濕度刺激下能夠進行可逆的卷曲-伸展運動。通過結構優(yōu)化能夠進一步提高這種智能復合膜的響應速度和敏感性，依靠人體溫度和汗液的刺激就能產生驅動。利用RGO層良好的導

4、電性，以GO/RGO復合膜構建的濕度驅動智能響應開關，能夠在外部濕氣或手掌汗液的驅動下控制電路的通斷。
　　3、在Janus結構設計的基礎上，開發(fā)出多種具有環(huán)境刺激響應性的GO/聚合物復合膜，包括GO/PEBA復合膜、GO/PA復合膜和GO/PC復合膜，這種智能驅動的Janus結構復合膜會受到GO層與聚合物復合層的性質差異的影響，從而展現(xiàn)出不同程度的響應驅動能力。溫度/濕度刺激響應驅動測試實驗結果表明，GO/PEBA復合膜的刺激響