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1、楚雄師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告題目氧化還原法制備銀—石墨烯納米復(fù)合材料姓名康竹云學(xué)號(hào)20101041229系（院）物理與電子科學(xué)學(xué)院專業(yè)物理學(xué)（師范）指導(dǎo)教師向文麗老師2014年3月12日論文（設(shè)計(jì)）題目氧化還原法制備銀—石墨烯納米復(fù)合材料石墨烯是由單層碳原子緊密堆積成二維蜂窩狀晶體結(jié)構(gòu)的一種新型炭質(zhì)材料，是自然界已知材料中最薄的一種材料。這種二維材料保持了近乎完美的晶體結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的晶體學(xué)性質(zhì)，蘊(yùn)含了豐富而新奇的物理現(xiàn)象，具有重要的理論研究和應(yīng)用價(jià)值。金屬?石墨烯納米粒子復(fù)合材料以其在納米電子學(xué)、化學(xué)傳感器、能量?jī)?chǔ)存、催化等方面的優(yōu)越性能和潛在應(yīng)用得到了廣泛關(guān)
2、注[1-2]。由于片層間的范德華力的作用,石墨烯有不可逆團(tuán)聚的趨勢(shì),而存在于石墨烯層間的金屬納米粒子正好起到分離鄰近石墨烯片層,防止發(fā)生團(tuán)聚的作用[3-4]。銀納米粒子均勻分布于石墨烯片層之間,在合適的銀離子濃度下,銀納米粒子負(fù)載在石墨烯片層上。銀納米粒子由于其特殊的電子結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積使得它在化學(xué)反應(yīng)的催化、表面增強(qiáng)拉曼散射、傳感、生物標(biāo)記、抗菌等方面有著重要的應(yīng)用[5-6]。銀-石墨烯復(fù)合材料的制備及其應(yīng)用的研究成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。氧化還原法是制備銀-石墨烯復(fù)合材料常用的方法。本實(shí)驗(yàn)利用檸檬酸三鈉做還原劑，通過(guò)水浴加熱同步還原氧化石墨和銀氨溶液得到銀—石墨烯納米
3、復(fù)合材料。課題的主要內(nèi)容：第一步：氧化石墨的制備采用Hummers原理制備氧化石墨。具體反應(yīng)分為低溫、中溫、高溫三步驟。將天然鱗片石墨（G）1g，加入到裝有23mL濃度為98%的濃硫酸的燒杯中，在冰水浴中攪拌，再加入3g高錳酸鉀，再控制反應(yīng)液溫度7--10攝氏度，反應(yīng)進(jìn)行1.5h，隨后將燒杯置于30攝氏度恒溫水浴中，繼續(xù)反應(yīng)35分鐘，再控制反應(yīng)液溫度在95攝氏度，反應(yīng)30分鐘。反應(yīng)結(jié)束后，用去離子水將反應(yīng)液稀釋至80mL——100mL后再加適量10mL雙氧水（30%），反應(yīng)15分鐘后，混合液變?yōu)榱咙S色。在溶液溫?zé)釙r(shí)加入50mL的鹽酸，將溶液用離心機(jī)高速離心，直至無(wú)硫酸根
4、離子，再用去離子水離心洗滌，最后，當(dāng)溶液呈中性時(shí)，把樣品放入器皿中干燥待用。第二步：銀—石墨烯納米復(fù)合材料的制備（一）制備復(fù)合材料1、取200mgGO放入200mL去離子水中，攪拌10mins，然后超聲震蕩一小時(shí)使GO充分剝離獲得氧化石墨溶液。2、將200mg硝酸銀溶于10mL的水中攪拌充分，并逐滴加入氨水直到白色沉淀剛好消失。3、把配好的銀氨溶液與氧化石墨烯溶液混合攪拌30mins，再緩慢加入100mL含4g的檸檬酸三鈉溶液。4、將上述混合溶液燒杯放在恒溫水槽中，控制反應(yīng)溫度在95攝氏度反應(yīng)60mins。待反應(yīng)冷卻后，用去離子水和無(wú)水乙醇交叉洗滌5次，將所得產(chǎn)物置于干
5、燥箱中100攝氏度下干燥24h。（二）改變反應(yīng)時(shí)間1、將800mgGO加入800mL二次去離子水超聲一小時(shí)。2、將所得氧化石墨溶液平均分成4分，標(biāo)為氧化石墨（1）、氧化石墨（2）、氧化石墨（3）、氧化石墨（4）。3、分別將4g檸檬酸三鈉緩慢分別加入200mL、400mL、600mL、800mL蒸餾水中，并分別對(duì)應(yīng)標(biāo)為檸檬酸三鈉（1）、檸檬酸三鈉（2）、檸檬酸三鈉（3）、檸檬酸三鈉（4）。1、配4份200mg硝酸銀加入10mL二次去離子水中攪拌10mins。2、將氧化石墨、檸檬酸三鈉、硝酸銀三種溶液混合攪拌10mins（注意序號(hào)對(duì)應(yīng)），標(biāo)出（1）、（2）、（3）、（4）。
6、并讓（1）、（2）、（3）、（4）分別在水浴鍋95攝氏度以上反應(yīng)5小時(shí)、10小時(shí)、15小時(shí)、20小時(shí)。研究方法：實(shí)驗(yàn)觀察法、數(shù)據(jù)記錄分析法、控制變量法、樣品檢測(cè)分析法完成期限和采取的主要措施：完成時(shí)間為一個(gè)月氧化還原反應(yīng)制備銀—石墨烯納米復(fù)合材料主要參考資料：[1]NovoselovKS,GeimAK,MorozovSV,etal.Electricfieldeffectinatomicallythincarbonfilms.Science,2004,306(5696):666?669.[2]StankovichS,DikinDA,DommettGHB,etal.Grap
7、hene-basedcompositematerials.Nature,2006,442(7100):282?286.[3]LiD,KanerRB.Materialsscience.Graphene-basedmaterials.Science,2008,320(5880):1170?1171.[4]WuszynskiR,SegerB,KamatPV.Decoratinggraphenesheetswithgoldnanoparticles.J.Phys.Chem.C,2008,112(14):5263?5266.[5]HaynesCL,
