氧化石墨烯復(fù)合材料的制備及其光學(xué)非線性研究.pdf

1、非線性光學(xué)快速發(fā)展，在光通訊、光存儲、光電傳感器、激光武器等多個領(lǐng)域都得到應(yīng)用，例如光限幅器、全光開關(guān)、光邏輯器件、光調(diào)制器等。非線性光學(xué)的快速發(fā)展也對非線性光學(xué)材料提出了新的要求，許多具有良好光學(xué)非線性性質(zhì)的材料陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)，如富勒烯、碳納米管、石墨烯材料等。其中，石墨烯因具有單層的碳原子結(jié)構(gòu)，在物理性質(zhì)方面有很多突出的優(yōu)點(diǎn)，例如高電導(dǎo)率、高透明度、超快光學(xué)響應(yīng)等，在三階非線性光學(xué)響應(yīng)中也表現(xiàn)優(yōu)異，逐漸受到越來越多的關(guān)注。
　　但

2、是石墨烯在溶劑中不容易分散的性質(zhì)成為它在研究和應(yīng)用中不利的一面。通過研究我們發(fā)現(xiàn)有許多和石墨烯結(jié)構(gòu)類似的材料，比如氧化石墨烯，它同樣具有單層碳原子排布，只是在其周圍還分布著大量的含氧官能團(tuán)，由于這種材料結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，往往同樣具有一些和石墨烯相似或者更佳的性質(zhì)。通常把這種具有和石墨烯類似結(jié)構(gòu)的材料統(tǒng)稱為石墨烯類材料。由于氧化石墨烯中大量官能團(tuán)與溶劑分子之間的靜電力作用，它可以在溶劑中均勻地分散，并且大量的官能團(tuán)還可以為它與其他材料的復(fù)合提供

3、了一個接枝途徑?；谶@個原因，我們將研究重點(diǎn)放在與石墨烯具有相似結(jié)構(gòu)的材料上，以期深入探究這類材料的性質(zhì)，尋找能夠更好使用它的手段。
　　為了豐富我們的研究過程，嘗試了將氧化石墨烯和其他納米材料的進(jìn)行復(fù)合，并成功實(shí)現(xiàn)了與納米銀線材料的化學(xué)鏈接，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上給出了氧化石墨烯與其他納米材料復(fù)合的證據(jù)。并對所制備的復(fù)合材料進(jìn)行光學(xué)非線性方面的研究。本文對氧化石墨烯及其復(fù)合材料的研究具有重要的指導(dǎo)意義。
　　本文主要工作如下：

4、>　　1.參考哈默法制備高氧化程度的氧化石墨烯（GO），并對該方法進(jìn)行了一定程度的改進(jìn)，制備得到高氧化程度的GO；
　　2.使用XRD衍射儀、電子掃描顯微鏡、原子力顯微鏡、共焦顯微激光拉曼光譜儀等儀器對氧化石墨烯樣品結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征，并探討了制備過程中因氧化劑高錳酸鉀用量不同而導(dǎo)致GO氧化程度的差異；
　　3.利用抗壞血酸（VC）作還原劑，通過控制還原時間得到不同還原程度的 GO樣品，之后利用XRD、TEM、紫外-可見分

5、光光度計(jì)和傅里葉變換紅外光譜儀對不同還原程度的GO樣品進(jìn)行表征；
　　4.使用z-掃描技術(shù)對不同還原程度的GO樣品進(jìn)行非線性測試。測試結(jié)果表明GO樣品的非線性折射率隨其還原程度提高而增大，并分析了因GO還原程度提高而導(dǎo)致其三階光學(xué)非線性提升的原因；
　　5.參考有關(guān)文獻(xiàn)制備了表面修飾的納米銀線，然后通過原位還原法將納米銀線與氧化石墨烯復(fù)合成一種新型的水溶性納米銀線/還原石墨烯復(fù)合材料，該方法克服了石墨烯材料不易分散的缺點(diǎn)。并