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《納米炭材料制備及其性能的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、納米炭材料的制備及其性能研究摘要碳納米管(C№)和石墨烯(Oraphene)都是碳原子sp2雜化結(jié)構(gòu)的新型納米炭材料，它們由于具有優(yōu)異的物化性能有望在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。本論文主要研究聚團(tuán)碳納米管(ACNTs)和垂直陣列碳納米管(VA觚)的壓縮回彈性能及吸油回收再利用性能。此外，我們提出了一種快速地還原氧化石墨(G0)的方法制備石墨烯，并考察了石墨烯對(duì)亞甲基藍(lán)(MB)的吸附特性及其機(jī)理。最后，制備了石墨烯納米薄片(GNS)／氧化鋁復(fù)合材料并測(cè)試了其力學(xué)及電性能。具體研究?jī)?nèi)容如下：將ACNTs和天
2、然石墨(NG)搭建形成一種彈簧墊片的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在相對(duì)較高的壓力范圍內(nèi)(30"'300MPa)表現(xiàn)出優(yōu)異的壓縮和回彈性能，相比純A觚的性能有很大的改善。在300MPa壓力下循環(huán)壓縮10次，NG含量為5％的ACNTs復(fù)合材料的膨脹比達(dá)到了2．7，并且表現(xiàn)出較低的應(yīng)變損失。由于碳納米管具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)良的回彈性，我們利用VACNTs作為吸附劑來(lái)吸附煤油，并通過(guò)擠壓法研究了其回收再利用性能。3isln長(zhǎng)的VACNTs的吸油能力幾乎是ACNTs的6．9倍，這是由于VACNTs中存在著大的孔隙結(jié)構(gòu)。相
3、比膨脹石墨(EG)的吸油能力(41g／g)，VACNTs具有更高的吸油能力(69g／g)。采用化學(xué)法還原氧化石墨通常涉及有害、有毒的化學(xué)還原劑，本論文分別用金屬鋁、鐵分別作為還原劑來(lái)還原氧化石墨烯。通過(guò)XPS、XRD、Raman、T(認(rèn)等一系列測(cè)試證明得到的還原產(chǎn)物中氧化石墨的大量含氧官能團(tuán)被除去了，得到了含氧量少、熱穩(wěn)定性?xún)?yōu)良的石墨烯材料。用含有殘余鐵的石墨烯吸附亞甲基藍(lán)(MB)，偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型能很好的描述其吸附動(dòng)力學(xué)，并且根據(jù)I．a(chǎn)ngmuir等溫方程進(jìn)行擬合，得到了高達(dá)111．62mg鷹的吸
4、附容量。另外，由于殘余鐵的存在，很容易通過(guò)外界的磁場(chǎng)將吸附完后的石墨烯從MB水溶液中分離出來(lái)。通過(guò)放電等離子體燒結(jié)法(SPS)制備GNS／氧化鋁復(fù)合材料。氧化鋁基中均勻分散的GNS是氧化石墨通過(guò)靜電吸附在氧化鋁顆粒表面然后經(jīng)過(guò)還原得到的。引進(jìn)的GNS導(dǎo)致了熱壓后氧化鋁晶粒細(xì)化。試驗(yàn)結(jié)果表明加入石墨烯的氧化鋁陶瓷的斷裂韌性比沒(méi)有增韌的氧化鋁提高了53％，同時(shí)電導(dǎo)率也有顯著提高。關(guān)鍵詞：碳納米管；石墨烯；氧化石墨烯；金屬還原法納米炭材料的制各及其性能研究ABSTRACTCarbonnanotubes(C
5、NTs)andgraphenearesp2hybridizedcarbonnanostmctureswhichwillmakepossiblenewapplicationsinmanyfieldsduototheirextraordinaryphysicalandchemicalproperties．Inthisthesis，resilienceandoiladsorptionpropertiesofcarbonmaterialswereinvestigatedusingtwokindsofCNTs
6、：superresilienceofagglomeratedcarbonnanotubes(ACNTs)andverticallyalignedcarbonnanotubes(VACmTs)．Afterthat，wedemonstratedagreenandfacileapproachtothesynthesisofgraphenenanosheetsbyreductionofgraphiteoxide，andinvestigatedtheadsorptionpropertiesofRGO．Fina
7、lly,graphenenanosheets(GNS)／aluminacompositeswerepreparedbySPS，andthepropertiesofthecompositewerealsostudied．Thedetailresultsaresummarizedasfollows：WecombinedACNTsandNGtoformaspring-shimstructureinwhichACNTsactsasthe‘‘spring’’thatfacilitatesconfigurati
8、onallyrecovery，andNGactsasthe‘‘shim’’thattransferstheforceandpreventsACNTentanglementandsubsequentmechanicalseizure．ThemechanicalperformanceofacompressedmixtureofNGandACNTsWasexaminedoverthepressurerangeof30-300MPa．NG-ACNTscompositemate
