氧化石墨烯-聚合物納米復(fù)合材料的制備與表征.pdf

1、石墨烯是具有單原子厚度的碳原子層,C-C之間通過共價(jià)鍵相連接,它可以包裹形成零維的富勒烯,卷曲形成一維的碳納米管,也可以疊加形成三維的石墨。石墨烯的出現(xiàn)改變了人們對(duì)二維物質(zhì)在常溫下無法存在的觀點(diǎn),它在電學(xué)、力學(xué)以及熱學(xué)等方面都表現(xiàn)出優(yōu)異的性能,從而引起人們廣泛的關(guān)注,并在晶體管、納米電子器件以及新型高性能電池等方面具有廣泛的應(yīng)用。本文通過超聲分散方法制備了具有單層結(jié)構(gòu)的氧化石墨烯,并分別與聚乙烯醇和殼聚糖通過物理化學(xué)相互作用制備出性能良

2、好的納米復(fù)合材料。
　　(1)對(duì)比熱解膨脹和超聲分散兩種制備氧化石墨烯的方法。結(jié)果表明,熱解氧化石墨后不能完全實(shí)現(xiàn)單層的剝離,片層中仍存在大量多片層結(jié)構(gòu),且得到的膨脹石墨中化學(xué)活性基團(tuán)大大減少,限制了其在高分子復(fù)合材料中的應(yīng)用;而超聲剝離后則能夠在不破壞其化學(xué)活性的基礎(chǔ)上,大量制備出剝離比較完全的單片層氧化石墨烯,拓寬了石墨烯在復(fù)合材料中的應(yīng)用。
　　(2)通過層層自組裝方法制備聚乙烯醇/氧化石墨烯納米復(fù)合超薄膜。聚乙烯醇和

3、氧化石墨烯通過氫鍵相結(jié)合,XRD和UV結(jié)果均表明,GO在溶液中分散良好,并能與聚乙烯醇之間發(fā)生層層吸附,按照一定的結(jié)構(gòu)構(gòu)筑單元表現(xiàn)出規(guī)律性變化,實(shí)現(xiàn)了氧化石墨烯在聚乙烯醇基體中的高度取向,成功獲得了(PVA/GO)n納米復(fù)合超薄膜。
　　(3)通過溶液共混法制備了殼聚糖/氧化石墨烯的納米復(fù)合材料。TEM以及拉伸測試等結(jié)果均表明,氧化石墨烯納米粒子在殼聚糖基體中能夠分散良好,且氧化石墨烯的加入能夠使殼聚糖納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和模量