聚苯乙烯-石墨烯復(fù)合材料的制備及其性能研究.pdf

1、近年來(lái)，石墨烯材料由于其優(yōu)異的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能吸引了人們的關(guān)注，各種聚合物/石墨烯復(fù)合材料被成功制備和應(yīng)用。復(fù)合材料主要可分為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料，而靜電紡絲技術(shù)與靜電自組裝技術(shù)是簡(jiǎn)單高效地制備復(fù)合材料的兩種方法。通過(guò)靜電紡絲技術(shù)，我們得到了具有特殊結(jié)構(gòu)的多孔納米纖維膜，因其較高的比表面積以及較好的力學(xué)性能可用于吸油過(guò)濾領(lǐng)域；通過(guò)靜電自組裝技術(shù)，我們得到了具有優(yōu)異電容性能的石墨烯薄膜。
　　本論文研究了靜電紡絲技術(shù)和靜電

2、自組裝技術(shù)，制備了具有特殊結(jié)構(gòu)的石墨烯納米復(fù)合纖維膜和球殼石墨烯薄膜。系統(tǒng)考察相關(guān)工藝參數(shù)對(duì)其結(jié)構(gòu)的影響。此外，還對(duì)制備的球殼石墨烯的電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。主要研究結(jié)果如下：
　　1.聚苯乙烯（PS）/石墨烯復(fù)合納米纖維的制備。以N,N-二甲基甲酰胺（DMF）為溶劑，用置換法得到DMF/石墨烯溶液，以聚苯乙烯（PS）為高分子材料，制得紡絲液，采用靜電紡絲方法制得聚苯乙烯（PS）/石墨烯復(fù)合纖維，得到石墨烯鑲嵌結(jié)構(gòu)的多孔復(fù)合納米纖維

3、。研究發(fā)現(xiàn)，在紡絲電壓、流量、接收距離一定的條件下，復(fù)合納米纖維的比表面積隨著石墨烯含量的增加而增加。
　　2.聚苯乙烯（PS）/石墨烯復(fù)合納米纖維膜的吸油性能研究。將油滴加到水中形成油膜，復(fù)合納米纖維膜置于油膜上，吸附一段時(shí)間后，通過(guò)比較吸附前后復(fù)合納米纖維膜的質(zhì)量變化來(lái)研究其吸油性能。研究表明，隨著石墨烯含量的增加，PS/石墨烯復(fù)合納米纖維膜的吸油性能增加。
　　3.球殼石墨烯的制備。以聚苯乙烯（PS）為單體，甲基丙烯酰

4、氧乙基三甲基氯化銨（DMC）為穩(wěn)定劑，偶氮二異丁晴（AIBN）為引發(fā)劑通過(guò)分散聚合制得帶正電的聚苯乙烯（PS）微球，添加帶負(fù)電的氧化石墨烯溶液（GO），采用靜電自組裝法制得聚苯乙烯（PS）/氧化石墨烯（GO）的復(fù)合材料，煅燒后得到具有多孔結(jié)構(gòu)的球殼石墨烯。研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)調(diào)節(jié)聚苯乙烯（PS）微球的直徑，可以制備各種不同孔洞大小的球殼石墨烯。
　　4.球殼石墨烯薄膜電極的電化學(xué)性能研究。靜電自組裝法制得聚苯乙烯（PS）/氧化石墨烯（G