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有机功能化二氧化硅/氧化石墨烯杂化材料的制备及其吸附性能开题报告

 2020-04-23 19:37:01  

1. 研究目的与意义(文献综述)

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化互相形成平面共价键而组成的蜂窝状单层碳结构,也是众多纳米碳结构例如富勒烯、碳纳米管的基本结构单元。

石墨烯是一种有着独特性质的材料:它是目前世上最薄却也是最坚硬的纳米材料。石墨烯的拉伸模量大,达到 1.01tpa,且质量轻、导热性好、表面积大。,石墨烯是已知比表面积最高的材料,理论上其比表面积达到了2630m2/g。石墨烯的高比表面积使其成为一个理想的吸附材料,而且石墨烯还是一个优良的支撑材料,可以结合化学官能团或复合纳米材料。

由于石墨烯特殊的大π键共轭的电子结构导致其层间存在很大的范德华引力,其片层极易重新发生团聚和堆砌,进而在许多常见的有机溶剂中难以分散形成稳定的溶液,加大了石墨烯的加工难度,限制了它在很多方面的应用。而氧化石墨烯(go)是石墨烯的氧化形式,如图所示,在碳原子晶格中出现大量的如oh、cooh、羰基、环氧基等含氧功能团其中羰基和羧基位于石墨烯的边缘,而羟基和环氧官能团处于石墨的基面,这样不需要表面活性剂就能很好地分散在水里。氧化石墨烯可以通过对石墨进行氧化及随后的超声处理即可得到。氧化石墨烯制备成本低,而且其亲水性使其能在液相中形成稳定的分散液,加上表面丰富的含氧基团,可以通过功能化与其它材料复合,因而被广泛用作制备石墨烯和石墨烯复合材料的前驱体材料。

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2. 研究的基本内容与方案

本文采用 hummers 法制备氧化石墨,然后超声处理得到氧化石墨烯,再进行有机功能化二氧化硅/氧化石墨烯杂化材料的制备,最后对得到的产物进行各种表征。

2.1氧化石墨烯的制备

用hummers 法氧化石墨再超声处理得到氧化石墨烯。

2.2有机功能化二氧化硅/氧化石墨烯杂化材料的制备

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3. 研究计划与安排

1、第1-2周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需条件。确定方案,完成开题报告。

2、第3-14周:按研究方案开展实验,并结合实际情况进行优化和改进。

3、第15周:整理实验数据,完成并修改毕业论文。

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4. 参考文献(12篇以上)

1.韩啸. 氧化石墨烯及其复合材料的制备和性能研究[d]. 哈尔滨工业大学,2011.

2.刘红波, 张武英, 林峰,等. 石墨烯的改性修饰及其复合材料研究进展[j]. 深圳职业技术学院学报, 2014(5):60-66.

3.杨程, 陈宇滨, 田俊鹏,等. 功能化石墨烯的制备及应用研究进展[j]. 航空材料学报, 2016, 36(3):40-56.

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