石墨烯及氧化石墨烯的結構和特征畢業(yè)論文-資料下載頁
2025-06-22 18:00本頁面
【正文】 ] GO含量為2% 圖[10]從X射線衍射圖譜分析，GO的加入并沒有使聚苯乙烯產生明顯的結晶。從聚苯乙烯的分子結構上分析，它的分子鏈中含剛性的苯環(huán)，且苯環(huán)的含量較大，整個分子是剛性極大的。同時其造成的空間位阻也很大，GO的加入不能該改變聚苯乙烯的分子結構，對空間位阻的影響也不大，故GO／PS復合材料并沒有表現(xiàn)出 GO含量為6% 結晶的性質。這也證實了設計初期的預想，也 圖[11] 進一步證明對苯乙烯結晶的想法并沒有多大的意義，應該從其他方面去對其改性與應用。紅外光譜 圖[12]紅外光譜主要分析有機物的結構與所含官能團，從這張紅外圖譜來看，在指紋區(qū)與官能團的吸收區(qū)，聚苯乙烯與GO／PS復合材料的紅外圖譜并沒有明顯的區(qū)別，由此可以證明在GO／PS復合材料中并沒有大量的生成化學鍵，或許少量的存在。由此次方案制作的復合材料，沒有達到真正的復合只是簡單的混合。GO只是起到了填料的作用。按理論分析GO有著極大的比表面積2600m2／g，具有很高的表面能應該能與基體生成大量的化學鍵。但結果并沒有達到預期。具體原因可以從以下幾點分析。A：GO發(fā)生團聚，原因在于沒有對GO進行改性，或者在改性操作中所選取的改性方案不佳。并沒有使GO達到理想的分散效果。B：材料的成型方法不合理，成型溫度，成型時間沒有在合適范圍內。掃描電鏡圖GO含量為1% 圖[13] GO含量為6% 圖[14]電鏡掃描圖可以觀察多項體系的相容性的好壞?？傮w均勻性與分散度是兩個重要的表征?？傮w均勻性表征如下公式：－根據(jù)二項式分布計算的方差；－樣本方差GO含量為10% 圖[15] 分散度的表征則用平均粒徑表示有數(shù)量平均粒徑與體積平均直徑之分 －數(shù)量平均直徑 －某一粒徑 －粒子數(shù) －粒子體積分數(shù)由分散指數(shù)Ｉ的值與電鏡的視覺圖來分析GO含量為1%的試樣總體均勻性不是太高，原因可能是由于預混不充分。從分散度來分析，電鏡圖中顆粒的粒徑分布較寬，說明GO發(fā)生較大的團聚。導致粒徑分布較大。與單壁碳納米管(SWCNT)類似,石墨烯具有熱、力、電等優(yōu)異的性能。但聚合物分子不易進入SWCNT內表面,而氧化石墨烯巨大的比表面積和表面豐富的官能團賦予其優(yōu)異的復合性能,在經過改性和還原后可在聚合物基體中形成納米級分散,從而使石墨烯片在改變聚合物基質的力學、流變、可滲透性和降解穩(wěn)定性等方面具有更大的潛力。另外,由于氧化石墨烯成本低廉,原料易得,因而比SWCNT更具競爭優(yōu)勢。目前國外已有氧化石墨烯/聚合物復合材料的相關專利報道,應用領域涵蓋了能源行業(yè)的燃料電池用儲氫材料,合成化學工業(yè)的微孔催化劑載體,導電塑料,導電涂料以及建筑行業(yè)的防火阻燃材料等方面。今后估計在以下三方面將成為石墨烯材料應用研究的熱點:(1)研究工業(yè)化機械剝離GO制備氧化石墨烯,為后續(xù)的深加工提供穩(wěn)定優(yōu)質的原材料。(2)通過化學還原或熱處理對單片剝離的氧化石墨烯進行脫氧、還原使之重石墨化恢復其導電結構,以高效的化學方式實現(xiàn)導電石墨烯的制備,使之可大規(guī)模用于信息電子等領域。(3)制備以石墨烯為納米填料的力、電、熱增強復合材料及自組裝的大面積導電紙狀材料以及這些材料的應用研究。同時對氧化石墨烯表面改性以滿足其與多種基體的復合。我國石墨礦產的資源儲量大,質量優(yōu),產量和出口均居世界首位。但相關的石墨深加工技術卻較為落后。加大研發(fā)力度,提高產品附加值已迫在眉睫。在GO、氧化石墨烯和石墨烯的相關研究已取得突破性進展的今天,這方面尤其值得國內科技界予以關注。相關部門應投入一定的經費與力量加大研究與開發(fā)的力度,使石墨烯及其復合材料能盡早應用于國民經濟的各部門。致謝在做論文期間感謝幫助過我的同學與老師，雖萬言而難表其心，故一言以概之。參考文獻[1] 宋克敏，李國山，[J].無機材料學報1999(4):749750.[2] 黃毅，[J].中國科學B輯:化學，2009，39(9)887896. [3] 周文明，[J].材料導報2007，21(4):204208.[4] 徐加艷,胡 源,宋 磊,[J].火災科學,2001,10(2):9295.[5] 李雪艷，王德松，安靜，等，導電聚合物/無機納米復合材料的研究進展材料導報，2007，21：174178.[6] 楊永崗，陳成猛，溫月芳，楊全紅，[J].新型炭材料，2008，23(3):193200.[7] 楊建國,牛文新,[J].高分子材料科學與工程,2005,21(5):5558.[8] Matsuo Y,Tahara K,Sugie ,1997,35(1):113.[8] GEIMA K，NOVOSELOOKS．The rise of graphene［J]．Nature Mateirals，2007(6)：183191 .[8] NOVOSELOOKS，GEIM A K，MOROZOVSV，eta1．Electric feld effect in atomically thin carboni flms［J]．Science，2004(306)：666669
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