新型石墨烯功能復合材料的制備及其在高分子性能增強和超級電容器中的應用.pdf

1、石墨烯獨特的平面二維結構賦予了石墨烯優(yōu)異的機械、光學及電子傳遞等性質，所以石墨烯材料已經引起了人們的廣泛關注。然而大規(guī)模制備石墨烯和使用石墨烯構建宏觀結構仍是一個巨大的挑戰(zhàn)。本論文中采用金屬納米顆粒還原氧化石墨烯的方法成功制備了石墨烯，并通過摻入末端修飾的聚合物增強了石墨烯/聚合物復合薄膜的機械性能。論文主要內容如下：
　　首先，我們通過簡單的攪拌使銅納米顆粒分散液和預先制備的氧化石墨烯混合，實現了氧化石墨烯的還原。在此過程中，銅

2、納米粒子首先起到還原劑的作用將氧化石墨烯還原，然后通過真空抽濾的方法制備出了石墨烯和銅納米顆粒的復合膜。該復合物薄膜表現出了優(yōu)異的導電性和柔韌性。將復合物薄膜中的納米顆?？涛g后，我們得到了高度多孔的石墨烯結構，這種材料可用作超級電容器的電極。這種綠色，安全，高效，超低成本制造石墨烯/金屬納米粒子復合材料的方法，將為石墨烯/金屬納米粒子復合材料的大規(guī)模商業(yè)應用鋪平道路。
　　其次，在本工作中，我們通過簡單的酯化反應合成了三種聚乙二醇

3、分子鏈（FPEG），這三種分子鏈的兩端均帶有富含π電子的官能團。從而可以通過π-π疊加相互作用增強石墨烯與聚乙二醇高分子分子之間的相互作用。我們發(fā)現合成的石墨烯聚合物復合薄膜具有更強的抗張強度和可控的導電性。我們提出的石墨烯薄片和FPEG填充劑相互作用理論較好的解釋了實驗結果。同時我們以能量密度理論計算了官能團與石墨烯之間的作用力。原子力顯微鏡（AFM），掃描電子顯微鏡（SEM），核磁共振氫譜（1H NMR），X-射線衍射（XRD），熱