碳基復(fù)合材料制備及性能研究.pdf

1、天津大學(xué)博士學(xué)位論文碳基復(fù)合材料制備及性能研究姓名：李冬杰申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：化學(xué)工程指導(dǎo)教師：王宇新20090401積電阻。改性復(fù)合板在幾乎沒有降低復(fù)合板的阻氣性和強(qiáng)度的情況下，大大降低了復(fù)合板的接觸電阻和體積電阻。改性復(fù)合板耐腐蝕性達(dá)到了美國(guó)能源部的要求。氧化石墨烯具有較高的比表面能、良好的親水性、良好的機(jī)械性能以及在水中較好的分散性，是一種優(yōu)良的納米材料，可以用于納米復(fù)合材料的制備。目前對(duì)氧化石墨烯的研究還處于起步階段，且關(guān)于

2、氧化石墨烯和氧化石墨具體區(qū)別的研究還未見文獻(xiàn)報(bào)道。因此我們制備了氧化石墨和氧化石墨烯，并通過對(duì)二者的表征首次總結(jié)出了氧化石墨烯和氧化石墨的異同。同時(shí)制備了氧化石墨烯／聚乙烯醇納米復(fù)合膜，并考察了氧化石墨烯含量、熱處理溫度對(duì)復(fù)合膜機(jī)械性能和溶脹性能的影響。氧化石墨烯表面官能團(tuán)的形式和氧化石墨的基本沒有區(qū)別，但是通過元素分析可知超聲會(huì)使氧化石墨表面的含氧官能團(tuán)部分減少。氧化石墨烯的熱穩(wěn)定性較低，在高于170℃時(shí)官能團(tuán)開始分解，而且氧化石墨烯

3、的熱穩(wěn)定性略低于氧化石墨。與氧化石墨相比，氧化石墨烯在水中的分散性更好。氧化石墨烯能提高聚乙烯醇膜的玻璃化溫度、拉伸強(qiáng)度以及斷裂伸長(zhǎng)率。氧化石墨烯／聚乙烯醇復(fù)合膜出現(xiàn)了各向異性的溶脹性能，而熱處理以后復(fù)合膜的這種性能消失。復(fù)合膜熱處理以后，氧化石墨烯上的含氧官能團(tuán)與聚乙烯醇上的羥基發(fā)生脫水反應(yīng)。當(dāng)氧化石墨烯含量為O1wt％，150℃熱處理復(fù)合膜的彈性模量提高了16859％。關(guān)鍵詞：復(fù)合材料雙極板，接觸電阻，氧化石墨烯，氧化石墨，聚乙烯醇