文档介绍：博士学位论文中国科学技术大学石墨烯及其典型聚合物纳米复合材料的制备方法、结构与机理研究作者姓名:学科专业:安全科学与工程导师姓名:胡源教授包晨露教授宋磊副教授完成时间:二欢炅
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作者签名:毖储签名:包腿签字日期:趁目笸签字日期:型型Ⅸ曰笪旦ǹ中国科学技术大学学位论文原创性声明中国科学技术大学学位论文授权使用声明成果。除已特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含任何他人已经发表或本人声明所呈交的学位论文,是本人在导师指导下进行研究工作所取得的撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作为申请学位的条件之一,学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权,即:学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文编入《中等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内年导师签名:国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。口保密签字期:
摘要—————————————————————————————————————————————一。石墨烯是由碳原子构成的单原子厚度的二维层状材料,具有奇异的特点和优异的性能,是当前国际研究热点,受到物理、化学、材料、电子、能源、生物和信息技术等领域的广泛关注。石墨烯可以显著地提高聚合物的性能,石墨烯/聚合物纳米复合材料是石墨烯最具希望的应用之一。但是,的基础研究和实际应用仍然面临着许多科学和技术问题,其中主要包括三个方面:┑母咝е票阜椒ǎ分散性良好的规模化制备方法:本论文设计了密闭氧化法、氨。,分别用于制备氧化石墨、石墨烯和,具备简便、高效和高质量等优解决了的工业化生产和实际应用所面临的关键技术问题。重点研究了的微观结构、力学性能、热稳定性和火安全性能以及相关机理。为了研究石墨烯的片层阻隔效应、石墨烯片层的导热性以及石墨烯与聚合物基体之间途郾揭蚁钟胧┚、石墨烯以及不同的聚合物基体进行对比研究,初步揭示了微观结构与性能之间的本质关系,阐明了石墨烯影响热稳定性和设计了密闭氧化法和氨。水合肼复合还原法,从而实现氧化石墨和石墨烯的方法,包括加料、低温处理露任℃以下,时间为∈币陨和高温反应露任℃,时间为∈币陨三个步骤。相比于传统的法,密闭氧化法简化了制备过程,降低了制各操作和温度控制的要求,实现的尺寸和形貌的可控性。,产物中含氧宫能团一一尤其是羟基一一数量少,厚度仅为杂贕阅苡胛⒔峁沟哪谠诒局使叵档难芯俊点;,初步的界面相互作用对结构与性能的影响,选取了聚乳酸⒕垡蚁┐火安全性的机理。本论文为的基础研究和实际应用奠定了一定的理论和实验基础,并初步开拓了切实可行的工业化生产技术路线。高效制备。密闭氧化法是将石墨在反应釜中与强酸和强氧化剂进行氧化反应的合还原的方法。相比于传统的水合肼还原法,.,,应用于石墨烯/擅赘春喜牧希迪至送ü工业加工设备制备具有良好分散性的。石墨烯在行纬闪己玫姆稚和层离状态,显著地提高了材料的结晶性能、导电性、力学性能和火安全性能。从材料的结构和性能的相互验证中,推断出影响石墨烯/擅赘春喜牧闲阅
中形成良好的分散性和层离状态。/纳米复合材料的热失重速率峰值对应的机理,研究表明:┰赑中形成连通的导电、导热网络,并存在分子间的相互作用而具有降低力学性能的作用,两者的相互竞争导致纳研究表明:┑姆稚⑿圆钣贕怯懈玫男阅茉銮啃Ч庥一定的阈值;┚;┢愕钠阕韪粜вκ墙档褪疨纳米复合材料的热解失重速率与热释放速率的主要原因。文献报道认为石墨烯騁与涞那饧饔檬堑贾履擅赘春喜料性能增强的根本原因,但是这一论断与相关文献的统计规律相抵触。因此,对/褪疨纳米复合材料的分散性、结晶、电学性能、力学性能和热稳定性等进行了对比研究。和石墨烯均显著地提高了男阅堋相关文献一致;饧淖饔弥饕J谴偈故┗騁纬闪己玫姆稚ⅲ/擅赘春喜牧闲阅艿母驹颍石墨烯片层的片层阻隔效应是提高纳温度的主要原因,两者的相互竞争使石墨烯/擅赘春喜牧系娜冉馕露人孀石墨烯添加量的增加而先降低后升高。,以及研究过渡金属和石墨烯在提高聚合物材料的火安全性能方面的协效作用,基于、石