新型石墨烯功能復(fù)合材料的制備及其在高分子性能增強(qiáng)和超級(jí)電容器中的應(yīng)用.pdf

1、石墨烯獨(dú)特的平面二維結(jié)構(gòu)賦予了石墨烯優(yōu)異的機(jī)械、光學(xué)及電子傳遞等性質(zhì)，所以石墨烯材料已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注。然而大規(guī)模制備石墨烯和使用石墨烯構(gòu)建宏觀結(jié)構(gòu)仍是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。本論文中采用金屬納米顆粒還原氧化石墨烯的方法成功制備了石墨烯，并通過(guò)摻入末端修飾的聚合物增強(qiáng)了石墨烯/聚合物復(fù)合薄膜的機(jī)械性能。論文主要內(nèi)容如下：
　　首先，我們通過(guò)簡(jiǎn)單的攪拌使銅納米顆粒分散液和預(yù)先制備的氧化石墨烯混合，實(shí)現(xiàn)了氧化石墨烯的還原。在此過(guò)程中，銅

2、納米粒子首先起到還原劑的作用將氧化石墨烯還原，然后通過(guò)真空抽濾的方法制備出了石墨烯和銅納米顆粒的復(fù)合膜。該復(fù)合物薄膜表現(xiàn)出了優(yōu)異的導(dǎo)電性和柔韌性。將復(fù)合物薄膜中的納米顆?？涛g后，我們得到了高度多孔的石墨烯結(jié)構(gòu)，這種材料可用作超級(jí)電容器的電極。這種綠色，安全，高效，超低成本制造石墨烯/金屬納米粒子復(fù)合材料的方法，將為石墨烯/金屬納米粒子復(fù)合材料的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用鋪平道路。
　　其次，在本工作中，我們通過(guò)簡(jiǎn)單的酯化反應(yīng)合成了三種聚乙二醇

3、分子鏈（FPEG），這三種分子鏈的兩端均帶有富含π電子的官能團(tuán)。從而可以通過(guò)π-π疊加相互作用增強(qiáng)石墨烯與聚乙二醇高分子分子之間的相互作用。我們發(fā)現(xiàn)合成的石墨烯聚合物復(fù)合薄膜具有更強(qiáng)的抗張強(qiáng)度和可控的導(dǎo)電性。我們提出的石墨烯薄片和FPEG填充劑相互作用理論較好的解釋了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。同時(shí)我們以能量密度理論計(jì)算了官能團(tuán)與石墨烯之間的作用力。原子力顯微鏡（AFM），掃描電子顯微鏡（SEM），核磁共振氫譜（1H NMR），X-射線衍射（XRD），熱