石墨烯具有良好的物理化學(xué)性能,在高分子材料、鋰離子電池等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。本文以生物質(zhì)碳為原料,通過催化石墨化獲得石墨,然后制備了石墨烯。利用KH-550（γ-氨丙基三乙氧基硅烷）改性石墨烯,并與環(huán)氧樹脂混合制備石墨烯/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。主要內(nèi)容如下：1、研究了催化劑種類及反應(yīng)溫度對生物質(zhì)碳催化石墨化的影響。結(jié)果表明：1600℃時(shí)20.0wt%含量Ti催化石墨化度為42.2%,20.0wt%含量Fe催化石墨化度為51.1%。而1.0%B+6.0%Fe聯(lián)合催化對促進(jìn)生物質(zhì)碳石墨化有顯著作用,石墨化度可以達(dá)到97.9%。2、利用1.0%B+6.0%Fe催化石墨化生物質(zhì)碳,并制備了石墨烯,同時(shí)利用KH-550對石墨烯改性。通過XRD、SEM、TEM及FTIR對樣品的形態(tài)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,結(jié)果表明：生物質(zhì)碳催化石墨后結(jié)構(gòu)中保留大量紋孔及管胞,氧化后制備的氧化石墨烯表面含有大量褶皺,部分區(qū)域結(jié)構(gòu)不規(guī)則,同時(shí)KH-550成功接枝到氧化石墨烯上。3、研究了改性石墨烯的含量對環(huán)氧樹脂力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：添加0.50wt%改性石墨烯時(shí),復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度為107.09MPa、彈性模量為2.87GP... 

【文章來源】：安徽理工大學(xué)安徽省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 石墨烯概述
    1.2 石墨烯的制備
        1.2.1 微機(jī)械剝離法
        1.2.2 化學(xué)氣相沉積法
        1.2.3 液相超聲剝離法
        1.2.4 氧化石墨烯還原法
    1.3 氧化石墨烯的制備及結(jié)構(gòu)
        1.3.1 氧化石墨的制備
        1.3.2 氧化石墨的剝離
        1.3.3 氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)
    1.4 石墨烯的改性
        1.4.1 共價(jià)鍵修飾
        1.4.2 非共價(jià)鍵修飾
    1.5 催化石墨化概述
    1.6 改性石墨烯/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料
        1.6.1 溶液共混
        1.6.2 熔融共混
        1.6.3 原位聚合
    1.7 本文的研究目的與主要內(nèi)容
第二章 生物質(zhì)碳的催化石墨化
    2.1 研究背景
    2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與儀器
        2.2.2 催化石墨化
        2.2.3 樣品表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 XRD分析
        2.3.2 催化石墨化機(jī)理
        2.3.3 SEM分析
        2.3.4 FTIR分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 生物質(zhì)基氧化石墨烯的制備及其表面改性
    3.1 研究背景
    3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與儀器
        3.2.2 石墨烯的制備
        3.2.3 KH-550改性
        3.2.4 樣品表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 XRD分析
        3.3.2 SEM分析
        3.3.3 TEM分析
        3.3.4 FTIR分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 改性石墨烯/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備研究
    4.1 研究背景
    4.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與儀器
        4.2.2 復(fù)合材料的制備
        4.2.3 樣品表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 彎曲性能分析
        4.3.2 壓縮性能分析
        4.3.3 沖擊性能分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]石墨烯衍生物作為有機(jī)太陽能電池界面材料的研究進(jìn)展[J]. 黃林泉,周玲玉,于為,楊棟,張堅(jiān),李燦.  物理學(xué)報(bào). 2015(03)
[2]石墨烯合成及其光電特性[J]. 郝秋來,周立慶.  激光與紅外. 2014(12)
[3]石墨烯#環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備和阻燃性能的研究[J]. 張波,曾文茹.  火災(zāi)科學(xué). 2014(04)
[4]碳納米管/石墨烯雜化材料改性環(huán)氧樹脂力學(xué)性能研究[J]. 吳俊青,俞科靜,錢坤,曹海建,盧雪峰,孫潔.  材料導(dǎo)報(bào). 2014(10)
[5]石墨烯包裹P25在染料敏化太陽能電池對電極中的應(yīng)用[J]. 常建立,王珂瑋,徐倩倩,高素梅,任鐵真.  石油學(xué)報(bào)(石油加工). 2014(02)
[6]石墨烯制備和應(yīng)用中的表面科學(xué)與技術(shù)[J]. 董世運(yùn),徐濱士,王玉江,魏世丞.  中國表面工程. 2013(06)
[7]超級電容器用石墨烯極片的制備和性能[J]. 袁美蓉,趙方輝,劉偉強(qiáng),朱永法,王臣.  功能材料. 2013(19)
[8]鑭對呋喃樹脂炭的催化石墨化[J]. 易守軍,唐子龍,夏曉東,李友鳳,毆寶立.  華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(05)
[9]石墨烯太陽能電池透明電極的可行性分析[J]. 張超,陳學(xué)康,郭磊,王蘭喜.  真空與低溫. 2012(03)
[10]Catalytic graphitization of carbon/carbon composites by lanthanum oxide[J]. 張燦,路貴民,孫澤,于建國.  Journal of Rare Earths. 2012(02)

博士論文
[1]功能化石墨烯的制備及在高性能高分子材料中的應(yīng)用[D]. 曹也文.復(fù)旦大學(xué) 2012



本文編號：3069679