二維納米材料的自組裝及組裝體的性能研究.pdf

1、石墨和粘土是兩種代表性的自然層狀礦物，在人類文明發(fā)展史上被廣泛地應(yīng)用。層狀材料自上而下的剝離，可以獲得單層或者少層的二維納米材料，通過組裝可以構(gòu)筑出三維宏觀體。石墨的剝離可產(chǎn)生石墨烯，石墨烯的官能化衍生物——氧化石墨烯是本論文重點研究的二維納米材料；通過氧化石墨烯的界面自組裝，可實現(xiàn)三維石墨烯基宏觀體的可控構(gòu)筑，論文對這些宏觀體的電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。二維納米蛭石片層可以通過對蛭石進(jìn)行離子交換剝離而獲得，利用界面組裝構(gòu)筑出了具有均一層間

2、距的柔性蛭石薄膜，并對離子在薄膜層間的傳輸行為進(jìn)行了研究。
　　本論文的主要內(nèi)容包括:
　?。?）由于雙親性結(jié)構(gòu)特點，氧化石墨烯能在其水溶液的氣液界面上富集形成宏觀薄膜，也能作為表面活性劑將碳納米管分散于水中形成穩(wěn)定分散液。通過該分散液的氣液界面自組裝，構(gòu)筑出了氧化石墨烯/碳納米管柔性復(fù)合薄膜，并對復(fù)合薄膜的電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。
　?。?）氧化石墨烯片層上的官能團(tuán)賦予了它卓越的化學(xué)反應(yīng)活性，能在某些金屬或金屬氧化物薄

3、膜表面形成水凝膠。論文對這種固/液界面自組裝過程提出了機(jī)理解釋，并研究了水凝膠的力學(xué)性能，在此基礎(chǔ)上對最終獲得的氣凝膠的吸附能力和電化學(xué)特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　?。?）完美石墨烯所具有的sp2雜化碳原子網(wǎng)絡(luò)賦予了它優(yōu)異的物理特性，而具有一定缺陷濃度的石墨烯擁有較高的化學(xué)活性。采用石墨烯作為鉑基催化劑的基體，研究了石墨烯形貌對催化劑性能的影響。電化學(xué)測試結(jié)果揭示了缺陷石墨烯更有利于具有均一尺度的小尺寸鉑納米顆粒的生長，并且相應(yīng)的鉑基