超臨界二氧化碳輔助剝離類(lèi)石墨烯二維材料(BN、MoO3)及其功能化應(yīng)用.pdf

1、二維材料具有許多優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)，在新材料領(lǐng)域的發(fā)展有著巨大的潛力。石墨烯的發(fā)現(xiàn)和進(jìn)一步研究促進(jìn)了類(lèi)石墨烯二維材料的研究和發(fā)展，如六方氮化硼（h-BN）、二硫化鉬（MoS2）、二硫化鎢（WS2）以及三氧化鉬（MoO3）等。使二維材料的獨(dú)特性能在各個(gè)領(lǐng)域得到最大發(fā)揮的重要前提是能夠快速、有效的制備結(jié)構(gòu)和性質(zhì)合乎要求的材料。目前，類(lèi)石墨烯二維材料的制備方法主要有自下而上法（bottom-up）和自上而下法（top-down）兩種，包括化學(xué)

2、氣相沉積法、微機(jī)械剝離法、超聲輔助液相剝離法等。但這些方法都或多或少地存在一些制備或應(yīng)用過(guò)程中的不足。因此，尋求一種低成本、易于控制且能規(guī)模化的方法來(lái)制備類(lèi)石墨烯二維材料依然是一個(gè)挑戰(zhàn)。
　　超臨界二氧化碳（SC CO2）被視為傳統(tǒng)有機(jī)溶劑的替代溶劑，具有許多常規(guī)溶劑無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。尤其是，SC CO2可溶于許多溶劑，因此液體的溶劑性質(zhì)可以通過(guò)改變溫度和壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)連續(xù)可控的調(diào)節(jié)。其次，超臨界二氧化碳具有高擴(kuò)散性，可以滲透進(jìn)入材料的

3、層間并減弱層間的相互作用力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)二維材料的插層和剝離。本論文利用超臨界二氧化碳和水、乙醇體系中微乳液的相行為對(duì)類(lèi)石墨烯二維材料六方氮化硼和三氧化鉬進(jìn)行剝離，并研究了剝離得到的二維納米材料在聚合物機(jī)械性能增強(qiáng)和光催化領(lǐng)域的應(yīng)用。研究?jī)?nèi)容主要分為以下方面：
　　（1）氮化硼納米片的制備及其在聚合物增強(qiáng)方面的應(yīng)用研究
　　在 SC CO2輔助構(gòu)建的SC CO2/表面活性劑/水三元體系組成的微乳液體系中，對(duì)氮化硼納米片實(shí)現(xiàn)有效

4、的剝離，得到了結(jié)構(gòu)完整的氮化硼納米片；進(jìn)一步研究了該體系下氮化硼納米片的剝離機(jī)理，探究了不同表面活性劑、溶液中不同乙醇含量、不同壓強(qiáng)對(duì)于氮化硼剝離效率的影響；制備 BNNS/PVA納米復(fù)合材料，并對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試研究，在BN負(fù)載量很少的情況下，復(fù)合物薄膜的力學(xué)性能就得到了很大的提高。
　?。?）三氧化鉬納米片的制備及其應(yīng)用研究
　　在SC CO2、水、乙醇的體系中，利用Pickering乳液和強(qiáng)烈磁力攪拌產(chǎn)生的剪切力對(duì)三