石墨烯、鎳鋁水滑石二維材料的制備及其在電流變、防腐和生物成像方面的應(yīng)用研究.pdf

1、二維材料因?yàn)槠渥陨愍?dú)特的物理結(jié)構(gòu)，一直被人們廣泛的研究。石墨烯和鎳鋁水滑石就是二維材料家族中重要的成員。石墨烯具有蜂窩狀、sp2雜化的單層碳原子層結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、抑菌、防腐等性能。鎳鋁水滑石是無機(jī)層狀材料，由帶正電的層狀結(jié)構(gòu)和層間離子組成。由于其偏正電特性，它在靜電自組裝方面展現(xiàn)出了巨大的潛力，在催化劑載體、醫(yī)藥方面有重要的應(yīng)用。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、磐ㄟ^共沉淀法制備了鎳鋁水滑石，利用其偏正電特性實(shí)現(xiàn)了二氧化硅/

2、鎳鋁水滑石的復(fù)合材料的自組裝制備，并對復(fù)合材料進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征和電流變性能研究。鎳鋁水滑石的引入，極大的增強(qiáng)了二氧化硅的電流變性能，制備方法簡單高效。通過正硅酸乙酯水解來制備尺寸為260nm的二氧化硅球。并通過掃描透射電子顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡對復(fù)合材料的核殼形貌進(jìn)行了表征。X射線衍射測試結(jié)果也對復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。復(fù)合材料的元素分布是通過掃描透射電子顯微鏡、X射線光電子能譜、X射線能譜分析進(jìn)行了表征。利用旋轉(zhuǎn)流變儀對復(fù)合材料的

3、電流變性能進(jìn)行了測試。流變結(jié)果顯示了復(fù)合材料的屈服應(yīng)力、粘度、模量等性能。
　?、评秒x子濺射法制備了石墨烯納米點(diǎn)，并將其應(yīng)用在不銹鋼的防腐。通過改變離子濺射的時(shí)間（0,1,3,5h）,制備了不同測試樣品。防腐效率能夠達(dá)到91.28％。通過石墨烯納米點(diǎn)的覆蓋保護(hù)，不銹鋼的腐蝕速率由0.019毫米/年降低為0.00138毫米/年。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)證明石墨烯納米點(diǎn)覆蓋層厚度達(dá)到60nm時(shí)，腐蝕速率降到最低。樣品的形貌和結(jié)構(gòu)，通過掃描電鏡、透

4、射電鏡、X射線光電子能譜進(jìn)行了表征。
　?、且郧蚰ナ珵樵?，通過氧化和水熱過程，制備了具有藍(lán)色熒光的石墨烯量子點(diǎn)。量子點(diǎn)在260nm和320nm處展現(xiàn)了最佳吸收。在紫外燈的照射下，石墨烯量子點(diǎn)顯現(xiàn)出明顯的藍(lán)色熒光。高分辨透射電鏡結(jié)果顯示量子點(diǎn)的尺寸在3nm左右。原子力顯微鏡測試結(jié)構(gòu)顯示，量子點(diǎn)的厚度為0.5-2nm。同時(shí)傅里葉紅外光譜測試結(jié)果，顯示了量子點(diǎn)表面羧基、羥基、環(huán)氧基的存在。由于官能團(tuán)的存在，石墨烯量子點(diǎn)易溶于水，并被