資源描述：
《石墨烯性能化及復合材料之制備》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、石墨烯性能化及復合材料之制備第一章緒論1.1石墨烯及氧化石墨烯簡介近幾十年，碳納米材料一直是研究的熱點領域，繼1985年發(fā)現(xiàn)富勒烯[1]和1991年發(fā)現(xiàn)碳納米管[2]，2004年英國曼徹斯特大學物理學家安德烈2海姆和當斯坦丁2諾沃肖洛夫成功制備出了石墨烯[3]。石墨烯的發(fā)現(xiàn)充實了碳材料家族，形成了從零維的富勒烯、一維的碳納米管、二維的石墨烯到三維的金剛石和石墨的完整體系。1.1.1石墨烯簡介2004年，英國曼徹斯特大學物理學家GeimA.K.等人，通過膠帶反復剝離石墨的方法獲得了單原子厚度的石墨單片石墨烯（graphene）。石墨烯由呈蜂巢晶格排列的碳原子構(gòu)成，碳碳鍵長僅0.
2、142nm，結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。石墨烯是目前世界上最薄的二維材料，只有一個碳原子的厚度，完整的石墨烯具有理想二維晶體結(jié)構(gòu)。石墨烯片層的每個C原子通過σ鍵與其它三個C原子相連，強的C-C鍵使其具有很強的結(jié)構(gòu)剛性，石墨烯的硬度比鉆石還硬，強度比世界上最好的鋼鐵還高100倍[4]。石墨烯的C原子都貢獻出未成鍵的π電子，在與平面垂直的方向形成π軌道，且π電子可在晶體中自由移動，從而使石墨烯具有優(yōu)良的導電性。石墨烯的電子運動速度達到了光速的1/300，遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度，其載流子遷移率達15000cm2•V-1•s-1[5]
3、，是目前已知的具有最高載流子遷移率的銻化銦材料的兩倍，而電阻率只約10-6Ω•cm，比銅和銀更低，是目前世上電阻率最小的材料。同時，石墨烯還有良好的導熱性能，其熱導率可達5000R）、表面元素分析（XPS）、紅外光譜（FTIR）、拉曼光譜（Raman）等表征手段對其結(jié)構(gòu)進行分析，但都沒法對氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)進行詳細和準確的描述。目前普遍接受的氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)模型是Lerf-Klinodash;氧化石墨烯，然后用含有特定官能團的物質(zhì)與氧化石墨烯表面的極性官能團反應，從而將石墨烯功能化。功能化石墨烯一方面攜帶著可以繼續(xù)參與反應的活性官能團，另一方面由于引入了長
4、碳鏈結(jié)構(gòu)而增強了與有機溶劑及聚合物的相容性。常用的功能化石墨烯的方法有：a.異氰酸酯與氧化石墨烯表面羥基和羧基反應，從而在表面引入有機碳鏈；b.有機胺類與氧化石墨烯表面環(huán)氧基反應，在表面引入長碳鏈；c.硅烷偶聯(lián)劑與氧化石墨烯表面羥基縮合而在表面引入長碳鏈。本章采用硅烷偶聯(lián)劑γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷（KH570）來功能化石墨烯，目的是將KH570中的雙鍵引入到石墨烯表面，以使石墨烯能均勻分散在聚氨酯樹脂中。第三章氧化石墨烯的溶解性能.......................37-473.1引言.......................373.2實驗部分
5、.......................37-403.2.1實驗原料及儀器.......................37-383.2.2氧化石墨烯分散液的制備.......................38-393.2.3各濃度分散液的制備方法.......................393.2.4測試與表征.......................39-403.3結(jié)果與分析.......................40-453.3.1分散穩(wěn)定性表征.......................40-413.3.2氧化石墨烯的Lambert-Beer.
6、......................413.3.3氧化石墨烯的溶解性能.......................41-453.4本章小結(jié).......................45-47第四章功能化石墨烯/聚氨酯納米.......................47-574.1理論背景.......................47-484.2實驗部分.......................48-504.2.1實驗原料及儀器.......................484.2.2功能化石墨烯/聚氨酯納米復.....................
7、..48-494.2.3測試與表征.......................49-504.3結(jié)果與討論.......................50-554.4本章小結(jié).......................55-57結(jié)論本文用Hummers法制備了氧化石墨，對氧化石墨超聲剝離制備氧化石墨烯，然后用硅烷偶聯(lián)劑KH570功能化氧化石墨烯以改善氧化石墨烯與有機溶劑及樹脂的相容性，最后原位聚合法將功能化石墨烯加入到聚氨酯樹脂中，制備了石墨烯/聚氨酯納米復合材料。本文采用SEM、TEM、XRD、F
