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(diǎn)。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(jī)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(diǎn)、制備方法，著重對石墨烯納米復(fù)合材料進(jìn)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(jìn)展、石墨烯納米材料的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用前景進(jìn)行了詳細(xì)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(shí)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(xiàn)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(shí)驗(yàn)試劑113.1.2PLA/n-HA/GO納米復(fù)合膜的制備113.2石墨烯負(fù)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(fù)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(jìn)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(jìn)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(jī)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(diǎn)174」石墨烯174.2氧化石墨烯184.3石墨烯/無機(jī)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(xiàn)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(diǎn)，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。口前，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(jià)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(jī)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(jìn)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(shí)際應(yīng)用。石墨烯納米材料的理論與實(shí)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(dú)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(jìn)材料與器件屮，如薄膜

6、材料、儲能材料、液晶材料、機(jī)械諧振器等；石墨烯是單層石墨，原料易得，所以價(jià)格便宜，不像碳納米管那樣價(jià)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(jī)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?yàn)槭┘炔挥H水也不親油，反應(yīng)活性不高,使得對它進(jìn)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(jī)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(jī)物而形成的石墨烯納米復(fù)合材料將實(shí)現(xiàn)高效、經(jīng)濟(jì)、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