石墨烯-聚苯乙烯導(dǎo)電納米復(fù)合材料制備及其性能研究.pdf

1、石墨烯,一種由碳原子以sp2雜化組成的晶體,近年來成為了研究熱點。由于它獨特的二維結(jié)構(gòu),使得石墨烯在力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、等方面都具備優(yōu)異的性能。相比碳納米管,石墨烯具備更大的比表面積。使得石墨烯在很多方面更優(yōu)于碳納米管。研究人員發(fā)現(xiàn),石墨烯中電子的運動速度達(dá)到了光速的1／300,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了一般導(dǎo)體。石墨烯這種優(yōu)良的導(dǎo)電性,使其在導(dǎo)電復(fù)合材料領(lǐng)域有很廣闊的應(yīng)用。在過去相當(dāng)長的時間里,導(dǎo)電納米復(fù)合材料一直受限于填料的含量過高,而導(dǎo)致其機

2、械性能的降低。我們采用Schniepp法制備了完全剝離的石墨烯,并以它為填料,制備了石墨烯／聚苯乙烯導(dǎo)電納米復(fù)合材料。結(jié)果發(fā)現(xiàn),加入含量很低的石墨烯,就能達(dá)到理想的電導(dǎo)率。本文的主要工作如下:
　　 1、采用Schniepp法制備了石墨烯。通過XRD測試表明,石墨被氧化后,其層間距由0.34 nm擴大到0.71 nm。而后采用紅外、XPS等手段證實了氧化石墨上含有大量的活性官能團(-COOH,-OH等)。熱還原后,由XRD表明石

3、墨層間結(jié)構(gòu)被破壞。通過TEM發(fā)現(xiàn)石墨烯已經(jīng)完全剝離,相當(dāng)?shù)氖┖穸戎挥?.34 nm。
　　 2、采用溶液法制備了碳納米管／聚苯乙烯和石墨烯／聚苯乙烯納米復(fù)合材料,并比較了它們的導(dǎo)電性能。我們發(fā)現(xiàn)石墨烯對聚苯乙烯導(dǎo)電性能的貢獻明顯優(yōu)于碳納米管。通過SEM和TEM表明,碳納米管發(fā)生了部分團聚,而石墨烯能均勻分散在聚苯乙烯中,而且剝離得很充分。
　　 3、采用溶液法制備了氧化石墨烯／聚苯乙烯納米復(fù)合材料。后將其在真空烘箱中