本文關(guān)鍵詞：超臨界流體剝離氟化石墨烯及氟化石墨烯多孔膜的制備

  更多相關(guān)文章： 氟化石墨烯 剝離 超臨界CO_2 親核刻蝕 多孔膜

【摘要】：本文主要研究了氟化石墨烯在各種有機(jī)溶劑中的分散性,利用超臨界C02進(jìn)行氟化石墨烯的制備并對(duì)氟化石墨烯進(jìn)行親核刻蝕,最后擔(dān)載在支撐膜上制備出雜化的氟化石墨烯多孔膜。該過(guò)程沒(méi)有使用任何聚合物或表面活性劑和穩(wěn)定劑,用到的醇溶劑很容易被除去。其意義在于,使用常規(guī)的低成本處理技術(shù)成功得到相對(duì)純凈的氟化石墨烯膠體,而且不降低其屬性。改變有機(jī)溶劑的種類與超聲時(shí)間,對(duì)氟化石墨進(jìn)行超聲剝離,經(jīng)UV-VIS表征和懸浮液穩(wěn)定性測(cè)試發(fā)現(xiàn)較為優(yōu)良的溶劑。通過(guò)丁達(dá)爾效應(yīng)、紅外光譜和粘度測(cè)定表征了氟化石墨烯的結(jié)構(gòu)及其與醇溶劑之間的相互作用。利用超臨界C02和乙二-醇的共同插層作用來(lái)制備高質(zhì)量的氟化石墨烯并分析探討其剝離機(jī)理。通過(guò)TEM、AFM、UV-VIS、拉曼和XRD測(cè)試表征其結(jié)構(gòu)特性。得到的氟化石墨烯比原始超聲剝離的產(chǎn)率高出近四倍,證明該方法簡(jiǎn)便高效,低耗省時(shí),適用于大量生產(chǎn)高質(zhì)量的氟化石墨烯。在超聲條件下制備碘代的氟化石墨烯雜化體,并加熱回流以進(jìn)行脫碘反應(yīng),形成亞穩(wěn)態(tài)“壞點(diǎn)”(烯丙基氟)。然后采用不同強(qiáng)度的親核試劑對(duì)氟化石墨烯表面的“壞點(diǎn)”進(jìn)行刻蝕,得到刻蝕后的氟化石墨烯。通過(guò)TEM、紅外光譜、接觸角、XRD、XPS、 Zeta電位、TGA表征刻蝕后氟化石墨烯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì),并探究影響親核試劑刻蝕能力的因素。將刻蝕后的多孔性氟化石墨烯進(jìn)行抽濾和干燥,擔(dān)載到商業(yè)支撐膜上制備成超薄分子篩膜。通過(guò)接觸角、AFM、BET表征膜表面的孔徑大小與分布,探究其N2吸附脫附曲線的類型。
【關(guān)鍵詞】：氟化石墨烯 剝離 超臨界CO_2 親核刻蝕 多孔膜
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O613.71
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-20
• 1.1 氟化石墨烯11-15
• 1.1.1 氟化石墨烯的結(jié)構(gòu)11-12
• 1.1.2 氟化石墨烯的性能12-14
• 1.1.3 氟化石墨烯的應(yīng)用14-15
• 1.2 氟化石墨烯的制備與超臨界流體15-17
• 1.2.1 氟化石墨烯的制備16-17
• 1.2.2 超臨界流體17
• 1.3 雜化石墨烯17-18
• 1.4 本文研究思路與內(nèi)容18-20
• 2 氟化石墨烯在有機(jī)溶劑中的分散20-27
• 2.1 理論背景20
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分20-22
• 2.2.1 原料與儀器設(shè)備20-21
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟21-22
• 2.3 樣品表征與分析22-26
• 2.3.1 丁達(dá)爾效應(yīng)22
• 2.3.2 UV-VIS表征和懸浮液穩(wěn)定性測(cè)試22-23
• 2.3.3 超聲時(shí)間對(duì)氟化石墨烯分散性的影響23-24
• 2.3.4 紅外光譜表征與分析24-25
• 2.3.5 混合溶劑粘度的測(cè)定25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 3 超臨界CO_2剝離氟化石墨烯27-38
• 3.1 理論背景27
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分27-29
• 3.2.1 原料與儀器設(shè)備27-28
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟28
• 3.2.3 剝離機(jī)理分析28-29
• 3.3 樣品表征與分析29-37
• 3.3.1 UV-VIS表征與沉降測(cè)試29-31
• 3.3.2 HRTEM表征與分析31-32
• 3.3.3 AFM表征與分析32-33
• 3.3.4 拉曼光譜表征與分析33-34
• 3.3.5 XRD表征與分析34-36
• 3.3.6 產(chǎn)率表征與分析36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 4 氟化石墨烯的刻蝕與雜化38-55
• 4.1 理論背景38
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分38-40
• 4.2.1 原料與儀器設(shè)備38-39
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟39-40
• 4.3 樣品表征與分析40-53
• 4.3.1 HRTEM表征與分析40-41
• 4.3.2 紅外光譜表征與分析41-44
• 4.3.3 接觸角表征與分析44-45
• 4.3.4 XRD表征與分析45-47
• 4.3.5 XPS表征與分析47-50
• 4.3.6 Zeta電位表征與分析50-52
• 4.3.7 TGA表征與分析52-53
• 4.4 本章小結(jié)53-55
• 5 氟化石墨烯多孔膜的制備55-63
• 5.1 理論背景55-56
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分56-57
• 5.2.1 原料與儀器設(shè)備56-57
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟57
• 5.3 樣品表征與分析57-62
• 5.3.1 接觸角表征與分析57-59
• 5.3.2 AFM表征與分析59
• 5.3.3 BET表征與分析59-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 6 結(jié)論63-65
• 6.1 本課題主要結(jié)論63
• 6.2 本文特色63-64
• 6.3 尚待進(jìn)一步研究的問(wèn)題64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-74

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