大面積石墨烯及其透明導(dǎo)電膜的制備與性能研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文IIlllIlllIIIllllIlllllY2384572大面積石墨烯及其透明導(dǎo)電膜的制各與性能研究Preparationandapplicationexplorationsoflarge—areagrapheneanditstransparentconductivefilm作者姓名：瑟旭學(xué)科、專業(yè)：撾料堂學(xué)號(hào)：Q至!Q鯉指導(dǎo)教師：王嘔蒞閻送越完成日期：2Q13：Q蘭州交通大學(xué)LanzhouJiaotongUniversi

2、ty蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要石墨烯是一種新型的二維碳材料，它具有獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)，在電學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)等方面均呈現(xiàn)出優(yōu)異的性能，在納電子器件、高靈敏傳感器、透明導(dǎo)電膜、功能復(fù)合材料、儲(chǔ)能、催化等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。因此，自2004年以來，石墨烯迅速成為材料科學(xué)和凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的研究前沿。本文以化學(xué)剝離法控制制備不同尺寸的氧化石墨烯為切入點(diǎn)，制備出均一的大面積氧化石墨烯薄膜，探討采用不同還原方法獲得的大面積石墨烯透明導(dǎo)電薄膜的性

3、能差異，并在此基礎(chǔ)上制備了石墨烯／金屬銀納米線復(fù)合透明導(dǎo)電薄膜，并探索其在透明導(dǎo)電薄膜加熱器方面的應(yīng)用。取得的主要成果包括：(1)采用溫和氧化剝離法，制備出面積可達(dá)5000耐的大面積氧化石墨烯。使用大尺寸的天然鱗片石墨作為原料，在溫和氧化剝離條件下，結(jié)合多步離心法成功制備出大尺寸氧化石墨烯，其最大面積可達(dá)～5000“m2。同時(shí)，使用天然鱗片石墨粉作為原料，在強(qiáng)氧化和剝離條件下，高速離心制備出面積大約為100“m2的小尺寸氧化石墨烯，為研

4、究尺寸對(duì)石墨烯性能的影響奠定了基礎(chǔ)。(2)使用大尺寸氧化石墨烯制備出性能優(yōu)異的石墨烯透明導(dǎo)電薄膜。首先以不同尺寸、不同含量的氧化石墨烯為原料制備出大面積氧化石墨烯薄膜，然后采用退火還原(400oC、600oC、800oC、1000oC)、氫碘酸還原等不同還原方法獲得還原氧化石墨烯薄膜，并對(duì)其光學(xué)性能和電學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試表征。研究發(fā)現(xiàn)，氧化石墨烯的尺寸對(duì)大面積石墨烯透明導(dǎo)電薄膜的透光性能無明顯影響，但隨著氧化石墨烯含量的不斷增加，其透光率逐

5、漸降低：且隨著還原溫度的不斷增高，其透光率逐漸降低。大面積石墨烯透明導(dǎo)電膜的方塊電阻隨氧化石墨烯尺寸的增大而降低，隨氧化石墨烯含量的增大而降低，隨還原溫度的不斷升高而降低。大尺寸氧化石墨烯制備的石墨烯透明導(dǎo)電薄膜的電學(xué)性能優(yōu)于小尺寸氧化石墨烯制備的石墨烯透明導(dǎo)電薄膜。采用平均面積為～50009m2、01mg的氧化石墨烯，在1000oC退火還原制備出的大面積石墨烯透明導(dǎo)電膜性能最優(yōu)，其透光率為857％，方塊電阻為1100Q／sq。同時(shí)，在