氧化石墨烯的制备及结构控制

来源 :清华大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luohua0891
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
氧化石墨烯(GO)是化学转化石墨烯的前驱体,也是被研究最多的石墨烯衍生物。本论文系统研究了GO的制备以及结构控制新技术,揭示了其原理。主要内容如下:开发了不加硝酸钠改进的Hummers方法制备GO。去除硝酸钠之后对GO的收率,片层尺寸和官能化程度几乎没有影响,但带来如下优点:(1)避免了有毒气体氮氧化物的排放;(2)简化了废液后处理,实现整个反应的环境友好化,降低了环境负担;(3)制备得到的GO及其还原氧化石墨烯(rGO)的结构完整性更好。通过将原料325目石墨片改为尺寸更小且更均匀的1200目石墨片,在不改变反应条件的前提下实现了GO的高产率制备。制备得到的GO1200和GO325的结构完整性相似,但前者的产率(171±4%)远高于后者(110±3%)。1200目石墨片可以被完全氧化,产物无需离心提纯;因此,降低了生产成本,简化了操作步骤,更适合工业化规模生产。通过在反应体系中添加适量水改进的Hummers方法实现了组成和结构可调GO的可控制备。在40°C反应过程中加入一定量的水可以在保持GO结构完整性的前提下选择性地调控GO环氧和羟基官能团的含量;在40°C反应结束后继续进行95°C氧化反应可以选择性地生成更多羧基,但GO的结构完整性较差。加水改进的Hummers方法还可以大幅度提升低温(0°C)制备的低结构缺陷GO的产率。通过实验对加入水带来的一系列变化进行了机理解释。该加水改进的方法适用于大规模制备结构完整性、官能团可控的GO。通过径迹刻蚀膜过滤对GO进行了有效尺寸分级。此方法可以将大小不同的GO片层分级成为多个尺寸分布窄的部分,而且简单、经济、能耗低、环境友好,并可与GO的制备集成自动化。GO尺寸能够影响石墨烯材料的结构与性能。大尺寸的GO的官能团相对更少,其制成的膜堆叠更紧密而有序,相应的力学性能更优。大尺寸的GO还原后制成的rGO膜具有更高的导电率。本方法还可应用于其他微米级的物质的尺寸分级。
其他文献
<正>教学内容华师大版《义务教育课程标准实验教科书——数学》第九册第二十三章"一元二次方程"(第一课时)。教学目标1.知识目标使学生理解一元二次方程的概念,并掌握一元二
<正>四川省联社理事长王华在省联社党委扩大会议上的讲话中指出,新常态的实质就是经济发展告别过去传统粗放的高速增长阶段,进入高效率、低成本、可持续的中高速增长阶段。新
本文从地理学科的性质和高中地理新教材的特点出发,结合当前素质教育、创新教育和研究性学习的有关理论,简述了物理、化学学科知识在高一地理教学中的应用。
目的 :探讨红景天复方 (CRM )对红细胞免疫粘附功能的影响及其生理意义。方法 :采用肿瘤红细胞花环实验、红细胞 -内皮细胞粘附反应实验 ,测定药物对肿瘤红细胞免疫粘附、红
<正>毫无疑问,来自法国的Gilles&Boissier是一对令人惊艳的设计组合。他们在设计上偏爱多种风格的混搭形式,并且在极具东方风格的餐厅设计上独树一帜。略带忧郁气质的蓝和尊
汽车发动机电控系统作为汽车的核心组成部分,其性能直接影响汽车的可靠性、安全性、动力性、经济性、排放净化及舒适性,但与化油器式发动机相比,电控发动机相对复杂得多,电控
心理因素渐渐应用于各个领域之中,在各个行业里被重视的程度也日益提高。随着生活质量的提高,我们不得不对人的完全的身心健康进行要求,不仅要求有强健的、健康的体魄,还要有
本文首先以许昌学院国际教育学院学生在《运营管理》课程中的学习行为做了问卷调查,调查结果显示学生在课前预习,课中的师生互动、参与程度以及课后复习等多个学习环节的行为
目前,高中英语教学强调的是以人为本的教学理念,主张教育要面向所有学生。而从高中英语教学的实际情况来看,学生由于受语言能力、学习习惯等诸多因素的影响存在着一定的差异
学生良好的成长环境需要家庭、学校、社会多方面共同构建。而对于心理较为脆弱的小学生而言,自小成长的家庭环境尤为重要。随着社会的发展,人们的价值观念已出现了多元化。离