超臨界二氧化碳輔助剝離類石墨烯二維材料(BN、MoO3)及其功能化應用.pdf

1、二維材料具有許多優(yōu)異的物理化學性質，在新材料領域的發(fā)展有著巨大的潛力。石墨烯的發(fā)現(xiàn)和進一步研究促進了類石墨烯二維材料的研究和發(fā)展，如六方氮化硼（h-BN）、二硫化鉬（MoS2）、二硫化鎢（WS2）以及三氧化鉬（MoO3）等。使二維材料的獨特性能在各個領域得到最大發(fā)揮的重要前提是能夠快速、有效的制備結構和性質合乎要求的材料。目前，類石墨烯二維材料的制備方法主要有自下而上法（bottom-up）和自上而下法（top-down）兩種，包括化學

2、氣相沉積法、微機械剝離法、超聲輔助液相剝離法等。但這些方法都或多或少地存在一些制備或應用過程中的不足。因此，尋求一種低成本、易于控制且能規(guī)?；姆椒▉碇苽漕愂┒S材料依然是一個挑戰(zhàn)。
　　超臨界二氧化碳（SC CO2）被視為傳統(tǒng)有機溶劑的替代溶劑，具有許多常規(guī)溶劑無法比擬的優(yōu)點。尤其是，SC CO2可溶于許多溶劑，因此液體的溶劑性質可以通過改變溫度和壓力來實現(xiàn)連續(xù)可控的調節(jié)。其次，超臨界二氧化碳具有高擴散性，可以滲透進入材料的

3、層間并減弱層間的相互作用力，從而實現(xiàn)對二維材料的插層和剝離。本論文利用超臨界二氧化碳和水、乙醇體系中微乳液的相行為對類石墨烯二維材料六方氮化硼和三氧化鉬進行剝離，并研究了剝離得到的二維納米材料在聚合物機械性能增強和光催化領域的應用。研究內容主要分為以下方面：
　?。?）氮化硼納米片的制備及其在聚合物增強方面的應用研究
　　在 SC CO2輔助構建的SC CO2/表面活性劑/水三元體系組成的微乳液體系中，對氮化硼納米片實現(xiàn)有效

4、的剝離，得到了結構完整的氮化硼納米片；進一步研究了該體系下氮化硼納米片的剝離機理，探究了不同表面活性劑、溶液中不同乙醇含量、不同壓強對于氮化硼剝離效率的影響；制備 BNNS/PVA納米復合材料，并對其力學性能進行測試研究，在BN負載量很少的情況下，復合物薄膜的力學性能就得到了很大的提高。
　　（2）三氧化鉬納米片的制備及其應用研究
　　在SC CO2、水、乙醇的體系中，利用Pickering乳液和強烈磁力攪拌產生的剪切力對三