石墨烯的綠色制備及其功能性應用研究.pdf

1、本論文針對目前化學還原氧化石墨制備石墨烯的過程中存在的問題，提出將具有還原能力且對環(huán)境友好的葡萄糖、果糖作為還原劑，有效的將氧化石墨還原，制備了石墨烯，并對制備的石墨烯(RGO)進行功能性應用研究。
　　首先，使用Hummers法合成氧化石墨，并對合成氧化石墨(GO)工藝進一步優(yōu)化;利用紅外光譜(FTIR)、激光拉曼光譜(Raman)、X-射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和四探針測試儀對合成產(chǎn)物進行表征分析。研究結(jié)果

2、表明，所制備的GO表面含有大量的含氧官能團，且在水溶液、N，N-二甲基甲酰胺/水溶液和N，N-二甲基甲酰胺溶液中具有較好的分散性。
　　其次，在不添加任何分散劑的情況下，分別以葡萄糖、果糖為還原劑，在水溶液中對GO還原得到RGO;利用FTIR、XRD、Raman和透射電子顯微鏡(TEM)對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)形貌進行表征，并用四探針測試儀測定其電導率，并且對產(chǎn)物的分散性進行了研究。結(jié)果表明，葡萄糖還原所制備的RGO具有較高的電導率，其值可達

3、37.5 S/cm，而且其在水中具有良好的穩(wěn)定分散性;另外，果糖對GO也有較好的還原效果，得到結(jié)構(gòu)較好的RGO且同樣具有較高的電導率，其值為34.8 S/cm。
　　最后，以聚苯胺(PANI)、酚醛樹脂(PR)為原料，選葡萄糖作還原劑，合成了石墨烯/聚苯胺復合物和石墨烯/酚醛樹脂復合物。采用FTIR、XRD、Raman、紫外可見光譜(UV-vis)和SEM對其進行結(jié)構(gòu)和形貌分析，并且利用熱重分析及四探針測試儀對其電導率和熱穩(wěn)定性進

4、行測試分析。結(jié)果表明，添加RGO后，聚苯胺的電導率高達20.83S/cm，并且在800℃時，熱失重只有9％;進一步研究表明，添加RGO后，PANI在無水乙醇中能夠穩(wěn)定分散。添加RGO后，PR的固含量提高，當RGO的含量為5％時，其值達到84％;另外，RGO的加入使得PR的殘?zhí)柯侍岣撸译S著RGO量的增加，而發(fā)生變化，當RGO的含量達到3％時，PR的殘?zhí)柯士蛇_61.2％，比PR本身的殘?zhí)柯?45.9％)高了十幾個百分點。熱分析曲線也進一步