石墨烯納米材料(論文)

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1、《應(yīng)用膠體化學(xué)》論文大作業(yè)——石墨烯納米材料姓名：楊曉學(xué)號:200900111143年級:2009級2011-12-11摘要：石墨烯是繼富勒烯、碳納米管之后發(fā)現(xiàn)的一種具冇二維平面結(jié)構(gòu)的碳納米材料,它自2004年發(fā)現(xiàn)被以來，成為凝聚態(tài)物理與材料科學(xué)等領(lǐng)域的一個研究熱點。石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)的唯一存在的二維自由態(tài)原子晶體，它是構(gòu)筑零維富勒烯、一維碳納米管、三維體相石墨等sp2雜化碳的基本結(jié)構(gòu)單元，具有很多奇異的電子及機械性能。因而吸引了化學(xué)、材料等其他領(lǐng)域科學(xué)家的高度關(guān)注。木文簡要介紹了石墨烯的性能特點、制備方法，著重對石墨烯納米復(fù)合材料進行了介紹，對石墨烯納米材料的制備方法、理化性質(zhì)、國內(nèi)外研

2、究進展、石墨烯納米材料的優(yōu)缺點及應(yīng)用前景進行了詳細介紹。關(guān)鍵詞：石墨烯納米材料復(fù)合物特性制備應(yīng)用目錄引言4一石墨烯納米材料的理論與實際意義4二石墨烯納米材料的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及比較分析52」石墨烯納米材料的國內(nèi)外研究52.1.1國外研究52」.2國內(nèi)研究82.2石墨烯納米材料的國內(nèi)外研究比較分析11三文獻中石墨烯納米材料的研究方案113.1聚乳酸/納米疑基磷灰石/氧化石墨烯(PLA/n-HA/GO)納米復(fù)合膜的制備及生物性113.1.1實驗試劑113.1.2PLA/n-HA/GO納米復(fù)合膜的制備113.2石墨烯負載Pt催化劑的制備及催化氧還原性能I⑹123.2.1試劑和儀器123.2.2石

3、墨烯負載Pt催化劑的制備123.3石墨烯的制備和改性及其聚合物復(fù)合的研究進展123.3.1石墨烯的制備123.3.2制備聚合物基復(fù)合材料143.4石墨烯/聚合物復(fù)合材料的研究進展143.4.1石墨烯的制備143.4.2石墨烯/聚合物復(fù)合材料的制備153.5石墨烯的合成與應(yīng)用di163.5.1微機械分離法(micromechanicalcleavage)163.5.2取向附生法晶膜生長(eqitaxialgrowth)163.5.3加熱SiC的方法173.5.4化學(xué)分散法17四結(jié)合膠體理論與性質(zhì)比較分析各種石墨烯納米材料的優(yōu)缺點174」石墨烯174.2氧化石墨烯184.3石墨烯/無機物納米

4、材料184.4石墨烯/聚合物納米材料18五展望石墨烯納米材料的應(yīng)用前景18參考文獻20引言石墨烯自2004年被發(fā)現(xiàn)以來，因其優(yōu)異的電學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)等性能，已經(jīng)深深地影響了物理、化學(xué)和材料學(xué)領(lǐng)域，被廣泛應(yīng)用于復(fù)合材料、納米電子器件、能量儲存、生物醫(yī)學(xué)和傳感器等范圍，表現(xiàn)出巨大的潛在應(yīng)用前景。右墨烯是近年來發(fā)現(xiàn)的新型碳納米材料，它基本具冇碳材料的所冇優(yōu)點，而月.還擁有更高的比表面積和導(dǎo)電率，能夠克服碳納米管的一些缺陷，使其成為了一個非常理想的納米組合成分來制備石墨烯的復(fù)合材料。自從石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來，越來越多科學(xué)家開始關(guān)注基于石墨烯的復(fù)合材料的研究?？谇?，石墨烯的復(fù)合材料己在催化、儲能、

5、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域展現(xiàn)出優(yōu)越的性質(zhì)和潛在的應(yīng)用價值。例如，將石墨烯添加到高分子中，可以捉高高分子材料的機械性能和導(dǎo)電性能；通過石墨烯與許多不同結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的納米粒了進行復(fù)合，制備出新型石墨烯-納米粒了納米雜化體，可以提高這些粒了在儲能、催化、傳感器、光電等領(lǐng)域的應(yīng)用性能等等。這些復(fù)合物的制備也拓寬了石墨烯材料的研究領(lǐng)域，使得石墨烯材料更有利于實際應(yīng)用。石墨烯納米材料的理論與實際意義石墨烯本身作為一種新型碳納米材料，由于其特姝的結(jié)構(gòu)特性使其在屯學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)等方面具有優(yōu)界的性能，如量了霍爾效應(yīng)、量了隧穿效應(yīng)等。由于具有獨特的納米結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能，石墨烯可應(yīng)用于許多的先進材料與器件屮，如薄膜

6、材料、儲能材料、液晶材料、機械諧振器等；石墨烯是單層石墨，原料易得，所以價格便宜，不像碳納米管那樣價格昂貴，因此石墨烯有望代替碳納米管成為聚合物基碳納米復(fù)合材料的優(yōu)質(zhì)填料。而在石墨烯中引入其他物質(zhì)制成的復(fù)合物稱為石墨烯納米復(fù)合材料。石墨烯納米復(fù)合材料主要分為兩類：石墨烯/無機物納米材料和石墨烯/聚合物納米材料。目前制備的石翠烯納米復(fù)合材料并不多，主要是因為石墨烯既不親水也不親油，反應(yīng)活性不高,使得對它進行改性比較困難，從而導(dǎo)致與其它材料復(fù)合也比較困難。現(xiàn)在制備石墨烯納米復(fù)合材料主耍是先讓氧化石墨與其它材料復(fù)合，再將其中的氧化石墨還原得到石墨烯納米復(fù)合材料；或者用改性過的石墨烯與其它材料復(fù)

7、合。石墨烯納米復(fù)合材料是在石墨烯的基礎(chǔ)上添加上具冇特定性能的聚合物或無機物，使其在某一方面或某幾方面具有更加優(yōu)異的特性。這使得它在很多領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。石墨烯的優(yōu)秀特性加上聚合物或無機物而形成的石墨烯納米復(fù)合材料將實現(xiàn)高效、經(jīng)濟、環(huán)保等技術(shù)追求，這將迎來材料界的新革命。二石墨烯納米材料的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及比較分析2.1石墨烯納米材料的國內(nèi)外研究近年來，石墨烯納米材料由于其在電學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)等方面具有優(yōu)異的性能,稱為國內(nèi)外研