光響應性螺吡喃-苝二酰亞胺-石墨烯復合物的制備與表征.pdf

1、石墨烯是電學、光學、力學等物理化學性能非常優(yōu)越的二維平面碳材料，這些優(yōu)良的性能為石墨烯的應用帶來了誘人的前景。螺吡喃衍生物是一類出色的光響應異構化分子，最近有研究被用來功能化碳納米管和石墨烯，為獲得響應型碳納米管、石墨烯電子器件和傳感器奠定了堅實的基礎。因此，用螺吡喃來功能化石墨烯是具有重要科學意義的。
　　本文設計合成一種螺吡喃-苝二酰亞胺，這是可以將功能基團和吸附錨結合的一種新型分子。這種分子不僅僅可以對液相剝離石墨烯非共價鍵

2、功能化，而且吸附之后復合物保持了螺吡喃結構較好的光響應性能，具有巨大的潛在應用價值。本文主要研究工作可以概括為以下幾點:
　　1.合成了羥乙基螺吡喃分子、雙側脂肪鏈羧基取代的苝二酰亞胺分子和兩者的酯化反應產物。螺吡喃-苝二酰亞胺是一種新型的分子，核磁共振和有機元素分析驗證了其準確結構，使用紫外-可見吸收光譜對其光致異構化性能進行探索，結果表明它具有很好的光響應特性。
　　2.利用經(jīng)典的液相剝離方法制備了高質量的石墨烯。其中液

3、相剝離所使用的有機溶劑為N-甲基吡咯烷酮，剝離過程中用離心分離輔助去除剝離效果不好的石墨微晶，最終得到了高濃度、高質量的石墨烯分散液。通過透射電鏡、原子力顯微鏡和拉曼光譜分析發(fā)現(xiàn)，所制備的石墨烯無氧化、缺陷少、層數(shù)少。
　　3.螺吡喃-苝二酰亞胺分子和石墨烯片層在溶液中發(fā)生吸附，抽濾得到石墨烯功能化材料即螺吡喃-苝二酰亞胺/石墨烯復合物。通過紅外光譜、紫外-可見吸收光譜、熒光發(fā)射光譜證明了這種新型非共價鍵功能化方法是成功的，螺吡喃

4、-苝二酰亞胺和石墨烯是吸附并不是簡單地摻雜。原子力顯微鏡和透射電鏡所展示的復合物形貌說明π-π吸附相對均一。
　　4.利用紫外-可見吸收光譜研究了功能化之后復合材料的開關性能。結果表明功能化效果理想基本保持了螺吡喃結構的開關性能，并且重復性好，響應快速。
　　論文的創(chuàng)新點就在于研究了一種簡便有效的吸附錨為非共價鍵功能化石墨烯提供了新方法。并且，石墨烯功能化效果理想，基本保持了螺吡喃衍生物的開關性能。這種螺吡喃改性的石墨烯具有