本文選題：氧化石墨烯 + 氧化位點��； 參考：《揚州大學》2017年碩士論文

【摘要】：氧化石墨烯(GO)含有一系列氧官能團,如羧基、酮、環(huán)氧和羥基,使其在光電子納米器件、催化、復合材料和藥物傳遞中有著良好的應用。盡管在實驗和理論上已經(jīng)做了大量的研究,但GO的精確結(jié)構(gòu)仍然未知且存爭議。最近的理論研究采用DFT方法研究高錳酸鹽氧化石墨烯的過程發(fā)現(xiàn),GO上有大面積的氧化區(qū)域與未氧化區(qū)域共存的現(xiàn)象,且氧化位點有高度的相關性,這與實驗觀察一致[Angewandte Chemie International Edition 53,10190(2014)].。在本論文中,我們進一步研究了石墨烯的起始氧化過程,考慮了羥基、環(huán)氧、羧基和酮等氧化官能團。通過研究這些官能團及它們的混合構(gòu)型,我們認為,在石墨烯氧化過程中,初始的氧化位點是隨機的。然而,接下來,相較于近中心,近邊緣的位點更容易被氧化。尤其是環(huán)氧和羥基,它們更容易處于靠近邊緣的區(qū)域。此外,石墨烯上的氧化位點趨向于聚集在一起,有高度的相關性,但它們的聚集程度存在上限,這是因為相鄰官能團的空間效應,包括單個環(huán)氧的空間吸引、單個羥基的空間排斥和混合官能團的空間位阻等效應。其中,空間位阻和排斥通過使分子形變抑制臨近位點的氧化,而空間吸引使氧化位點傾向于聚集。如上所述,我們研究了石墨烯的起始氧化過程,發(fā)現(xiàn)近邊緣的位點比近中心的位點更易被氧化。在氧化過程中官能團趨向于聚集,氧化位點有高度相關性。然而,由于官能團自身的多種空間效應,氧化位點聚集程度并非無限。
[Abstract]:Graphene oxide (GOO) contains a series of oxygen functional groups, such as carboxyl, ketone, epoxy and hydroxyl groups, which make them have good applications in photoelectron nanodevices, catalysis, composite materials and drug delivery. Although a lot of experimental and theoretical studies have been done, the exact structure of go is still unknown and controversial. The recent theoretical study on the process of studying graphene permanganate oxide by using DFT method shows that there exists a large area of oxidized and unoxidized regions coexisting in go, and the oxidation sites are highly correlated, which is consistent with the experimental observation [Angewandte Chemie International Edition 53C101902014]. In this thesis, we further studied the initial oxidation process of graphene, including hydroxyl group, epoxy group, carboxyl group and ketone group. By studying these functional groups and their mixed configurations, we consider that the initial oxidation sites are random in the process of graphene oxidation. Next, however, the near-edge sites are more likely to be oxidized than near-center sites. Epoxy and hydroxyl groups, in particular, are more likely to be near the edge. In addition, oxidation sites on graphene tend to gather together with a high degree of correlation, but there is an upper limit to their aggregation because of the spatial effects of adjacent functional groups, including the spatial attraction of individual epoxy, The spatial repulsion of a single hydroxyl group and the steric hindrance of a mixed functional group. Among them, steric hindrance and exclusion inhibit the oxidation of adjacent sites by molecular deformation, while spatial attraction makes oxidation sites tend to aggregate. As mentioned above, we have studied the initial oxidation process of graphene and found that the near edge sites are more likely to be oxidized than the near central sites. In the oxidation process, the functional groups tend to aggregate, and the oxidation sites are highly correlated. However, due to various spatial effects of functional groups themselves, the degree of oxidative site aggregation is not infinite.
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O613.71

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本文編號：2006812