石墨烯的表面修饰及石墨烯/环氧树脂纳米复合材料的制备

发布时间：2024-03-21 22:32

　　石墨烯,一种新型的二维碳纳米材料,因其独特且优异的性能而被作为填充材料,应用在各种聚合物材料的改性中,其中利用石墨烯来改善环氧树脂的力学性能成为研究者们关注的热点。与所有的纳米填充改性一样,石墨烯在环氧树脂基体中也存在着易团聚,界面结合不佳等问题而影响了其改性效果。本研究以提高环氧树脂的力学性能为目的,对石墨烯进行了一系列的处理,并通过FTIR、XRD、TG、XPS等测试对其进行检测,制备了石墨烯/环氧树脂纳米复合材料,具体工作内容如下:(1)利用KMnO₄为氧化剂对鳞片石墨进行处理,水热法制备膨胀石墨,探究膨胀温度和KMnO₄量对膨胀效果的影响。分别以鳞片石墨和膨胀石墨为原料,采用Hummers制备GO,通过FTIR、XRD、XPS和TG对制得的两种GO进行表征,结果表明:膨胀石墨制备的E-GO氧化程度更高,表面的含氧基团数量更多,且GO层间距更大。(2)以HCl为催化剂,BPA为接枝小分子,对E-GO的表面进行修饰,并通过红外光谱、XPS等表征手法证明BPA成功接枝到GO表面。同时还探索了接枝反应时,催化剂的浓度和反应温度对修饰效果的关系...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1碳材料结构示意图

图1-1碳材料结构示意图Fig.1-1Thestructuresofcarbonmaterial2石墨烯的性质石墨烯的基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环，每个碳原子都三个碳原子以σ键相连，键长约0.142nm[12]，垂直于石墨烯平面的P轨一个离域....

图1-2CVD法制备石墨烯过程

微米级的石墨烯片层，对研究石墨烯的物理性质十分有帮较长，制备的石墨烯层数不易控制，产率太低，不适合工业沉积法法(Chemicalvapordeposition,CVD)是指在高温(1000℃)高(作为碳源)在金属基底的表面生长出石墨烯的方法。该方法人在2006年开创，....

图1-3氧化石墨烯的结构图

图1-3氧化石墨烯的结构图Fig1-3Thediagrammaticfigureofgrapheneoxide氧化石墨烯的制备相超声剥离氧化石墨是目前利用最多的方法，主要流程是：通过利用强处理石墨，得到氧化石墨，然后再将氧化石墨烯剥离得到氧化石墨烯。中氧化石墨的制....

图2-3膨胀石墨的扫描电镜图

硕士学位论文2.3.3膨胀石墨的SEM观察图2-3是膨胀石墨的SEM图，从图中可以看出经过膨胀之后，膨胀石墨呈现出典型的“蠕虫”状，石墨片层与片层之间被分开。鳞片石墨经过氧化处理时会经过三个阶段：表面氧化；氧化插层；深度氧化。经过氧化处理之后在石墨片层的内部包含了微....

本文编号：3934227