基于球磨氧化石墨烯的聚对苯二胺电流变智能材料的合成以及高品质石墨烯量子点的制备

摘要

石墨烯是sp2杂化碳组成的蜂窝状晶格结构的二维薄片。2004年单层石墨烯的成功制备，引起了科学家的巨大的研究兴趣。由于石墨烯出色的力学、热学、电学和光学性能使得其在发展复合材料、超级电容器、传感器、储氢等方面有巨大的潜在应用。
　　本文首先通过简单绿色的干冰和石墨球磨过程达到氧化石墨烯纳米片(GONPs)的量产。通过对苯二胺（PDA）在GONPs分散液中的原位氧化聚合合成聚对苯二胺/氧化石墨烯纳米片(PPDA/GONP)复合物作为电流变材料使用。聚对苯二胺(PPDA)简单易行的合成方法和多官能团拓宽了PPDA/GONP复合物的潜在应用。PDA与GONPs之间的π-π相互作用是成功构建聚对PPDA/GONP复合物的关键性因素。PPDA/GONP复合物和PPDA在硅油中的电流变特性通过带有高压发电机的旋转流变仪来测试。与 PPDA相比，PPDA/GONP复合物表现出增强的电流变行为，提供了作为智能材料一种新的潜在应用。
　　与此同时，利用GONPs与氢氧化钠水溶液一步水热法成功制备了石墨烯量子点（GQDs），制备过程简单环保。合成的量子点发绿色荧光,粒径分布窄（2-4nm），1-5层。我们对GQDs的形成机理和发光原因进行了讨论。

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引言

第一章 文献综述

1.1石墨烯的发现与结构

1.2石墨烯的性质

1.2.1电学性能

1.2.2热学性能

1.2.3光学性能

1.2.4力学性能

1.3石墨烯的制备方法

1.3.1剥离法

1.3.2化学气相沉积法（CVD法）

1.3.3化学法

1.3.4热解SiC

1.3.5球磨法

1.3.6其它方法

1.4石墨烯的应用

1.4.1石墨烯场发射

1.4.2石墨烯在传感器中的应用

1.4.3石墨烯在场效应晶体管（FET）中的应用

1.4.4石墨烯在透明电极中的应用

1.4.5石墨烯在电池中的应用

1.5石墨烯/聚合物复合材料

1.5.1石墨烯/聚合物复合材料的制备

1.5.2石墨烯/聚合物复合材料的应用

1.6石墨烯量子点的制备方法和应用

1.6.1从上而下

1.6.2从下而上

1.6.3石墨烯量子点的应用

1.7本课题研究的目的和意义

第二章 聚对苯二胺/氧化石墨烯纳米片复合材料的绿色制备及其电流变特性

2.1实验试剂与仪器

2.2试验方法与步骤

2.2.1氧化石墨烯纳米片的制备

2.2.2聚对苯二胺与聚对苯二胺/氧化石墨烯纳米片复合物的合成

2.2.3电流变流体的制备

2.3结果与讨论

2.3.1PPDA与PPDA/GONP复合物的表征

2.3.2聚对苯二胺与聚对苯二胺/氧化石墨烯纳米片复合物的电流变性能

2.3.3聚对苯二胺/球磨石墨烯复合物中不同比例的对苯二胺与球磨石墨烯对其电流变性能的影响

2.4本章小结

第三章 石墨烯量子点的绿色制备

3.1实验试剂与仪器

3.2试验方法与步骤

3.2.1球磨石墨烯的制备

3.2.2石墨烯量子点的制备

3.3结果与讨论

3.4本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢

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