功能化石墨烯納米片的制備、表征及應(yīng)用.pdf

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2、備與應(yīng)用、、‘１、：‘、＇．＾；論＃堯摩端撕；２０１５年４巧１５日，、、議讀《學(xué)位論文出版授權(quán)書》本人完全同意《中國優(yōu)秀博碩±學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程》（Ｌ：Ｊｌ下簡稱＂＂＂＂章程），愿意將本人的學(xué)位論文提交中國學(xué)術(shù)期刊（化盤版）電子雜志杜在《中國優(yōu)秀博碩±學(xué)位論丈全丈數(shù)據(jù)庫》中全丈發(fā)表?！吨袊鴥?yōu)秀博碩±學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》可電子、網(wǎng)絡(luò)及其它數(shù)字媒體形式公開出版，并同意編入《中國知識資源總庫》，在《中國博碩±學(xué)位論文評價數(shù)據(jù)庫》中使用和在互聰＂＂規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益網(wǎng)上傳播，同意按章程。、如，之作者簽名：ｊ養(yǎng)

3、導(dǎo)師簽名；？。。（弘ｒ／／ｊ／／年曰年月曰月—研生１〇４３３。１究學(xué)號所院幻在系也■批哲賃吏＾Ｉ賃？ＩＩ山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要自從石墨烯被成功分離制備以來，一直是人們所研究的熱點。本文對石墨烯的制備及應(yīng)用進(jìn)行了綜述，提出了一種新穎、高效的制備石墨烯納米片的方法，并在此基礎(chǔ)上得到了功能化的石墨烯納米片（FunctionalizedGrapheneNanoplatelets,FGNPs）。同時，論文也對FGNPs的改性和應(yīng)用進(jìn)行了論述，研究了其作為潤滑油添加劑的潤滑增效性能。論文的主要研究內(nèi)容概括如下：功能化石墨烯納

4、米片的制備：以磁攪拌研磨法作為制備方法，通過弱磁性研磨介質(zhì)的高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的摩擦力、碰撞力和剪切力將天然鱗片石墨以極高的效率破碎至納米尺寸，隨后又利用雙氧水的氧化性將其功能化。采用氮氣吸附、SEM、TEM、FTIR、TGA和XRD等手段進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，研磨時間為4h時即可得到比表面為738.1m2g-1的石墨烯納米片，相對于原始石墨1.7m2g-1的比表面積增大了約434倍。FTIR結(jié)果顯示樣品表面具有羥基、羧基等含氧官能團。XRD和SAED顯示出所制備樣品具有良好的結(jié)晶性。功能化石墨烯納米片的改性：利用功能化石墨烯納米片存在的羥基、羧基等含

5、氧官能團，以帶有長鏈烷基的正十二烷基三乙氧基硅烷、硬脂酸、油酸等為改性劑，使FGNPs以化學(xué)鍵合的形式接枝長鏈烷基以改變其在潤滑油中的懸浮穩(wěn)定性。FTIR測試結(jié)果表明，改性后的石墨烯納米片具有對稱亞甲基和不對稱甲基峰出現(xiàn)。當(dāng)改性石墨烯納米片（ModifiedGrapheneNanoplatelets,MFGNPs）與未改性石墨烯納米片分散液相比較時，在相同的離心速度和時間下前者有著更高的吸光度值，表明其具有更好的懸浮穩(wěn)定性。改性石墨烯納米片的摩擦學(xué)性能測試：利用改性石墨烯納米片的小尺寸和自潤滑特點，作為添加劑添加到潤滑油中以增強潤滑油的潤滑效果。四

6、球摩擦實驗表明，相比較基礎(chǔ)油而言，當(dāng)MGNPs添加量為1wt‰時，平均摩擦系數(shù)從0.1170降低到0.0642，磨斑大小從482μm降低到353μm，分別降低了約45%和26.8%。當(dāng)添加量增加到1.5wt‰時，平均摩擦系數(shù)和磨斑直徑分別為0.0282、284μm，較之基礎(chǔ)油分別降低了75.9%和41.1%。這充分說明了改性石墨烯納米片在保證其良好的懸浮穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上有著優(yōu)秀的潤滑增效功能。此外，本實驗制備功能化石墨烯納米片所采用的磁攪拌研磨法是一種高效、環(huán)保、低成本的物理破碎法，可實現(xiàn)石墨烯納米片的大規(guī)模制備。本論文對功能化石墨烯納米片的制備效率

7、也進(jìn)行了一定的探究。關(guān)鍵詞：功能化石墨烯納米片；磁攪拌研磨法；改性；潤滑油添加劑I山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractAbstractSincethefirstexperimentalisolationofasinglegraphenesheetin2004,graphenenanoplatelets(GNs)haveattractedenormousattention.Inthiswork,wereportonanovelandfacilemagneticgrindingmethodtopreparefunctionalizedgraphen

8、enanoplatelets(FGNPs).Thechemicalandstructuralpropertiesofthe