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石墨烯由于其优异的性能而受到广泛关注,对其衍生物的研究方兴未艾,但含能石墨烯的制备及其在含能材料方面的应用研究尚少。本文基于氧化石墨烯表面含有很多活性官能团,采用硝硫混酸对氧化石墨烯进行硝化制备了硝化石墨烯,并对其催化性能进行研究。主要研究内容如下: (1)氧化石墨烯(GO)的制备与表征。采用改性的Hummers法制备氧化石墨烯,通过FTIR、Raman、13C NMR、XPS、AFM、EA对其结构、组成进行表征。结果表明,制备的氧化石墨烯为片层结构,其片层厚度为1.27nm。通过氧化剥离,六元环平面结构中引入羟基、环氧基、羧基等含氧官能团。 (2)硝化石墨烯(NGO)的制备与表征。将氧化石墨烯与硝硫混酸反应制备出硝化石墨烯样品,采用FTIR、Raman、13C NMR、XPS、EA对样品的结构与组分进行了分析,并利用AFM表征其片层厚度。FTIR及XPS光谱显示其中N元素主要以C-NO2及C-ONO2的形式存在,元素分析结果显示其含氮量为1.45%,AFM测试结果表明制备的硝化石墨烯为片层结构,其片层厚度为1.53nm。 (3)硝化石墨烯对AP的催化性能研究。用热分析法(DSC)研究了不同NGO含量对AP热分解过程的影响。结果表明,随着NGO含量的增加,催化效应增强。当NGO添加量从0%增加到10%,放热峰的起始分解温度从456℃降低到350℃,表观分解热由875J/g增加到3236J/g。