宏觀氧化石墨烯納米復(fù)合材料制備及其性能研究.pdf

1、氧化石墨烯（GO）作為化學(xué)法制備石墨烯的前驅(qū)物，由于在表面及邊緣上大量含氧基團(tuán)的引入，易于修飾與功能化，可控性高且保持著化學(xué)穩(wěn)定性?；谑┑膹?fù)合材料是石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域中的重要研究方向，其在能量?jī)?chǔ)存、電子器件、生物材料、傳感材料和催化劑載體等領(lǐng)域展現(xiàn)出了優(yōu)良性能，具有廣闊的應(yīng)用前景。雖然原材料石墨片來(lái)源廣泛、成本低廉，但石墨烯、還原氧化石墨稀為疏水性且易于團(tuán)聚，很難充分發(fā)揮其優(yōu)良性能，因此，對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行功能化且制備宏觀材料一直是材料

2、研究熱點(diǎn)。本論文通過(guò)使用無(wú)機(jī)納米材料（銀納米粒子、二氧化硅納米線、納米二氧化鈦）和有機(jī)高分子材料（卡拉膠和魔芋葡甘聚糖）對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行功能化并自組裝成宏觀塊體或薄膜材料，并將所制備材料應(yīng)用于芳香族化合物可見光催化和仿生材料研究。本論文的主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)果如下：
　　（1）通過(guò)簡(jiǎn)單的溶液混合方法，在常溫下制備得到了不同銀納米粒子含量的形貌均一的系列3-D網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的宏觀可分離AgNPs-SiO2NWs-RGO納米復(fù)合材料，并將其用于

3、催化還原對(duì)硝基苯酚。復(fù)合材料各組分之間以強(qiáng)分子間氫鍵和靜電吸附作用相互結(jié)合。材料的疏水性和弱磁性有利于材料的重復(fù)使用。AgNPs添加量為10mL時(shí)，復(fù)合材料表現(xiàn)出最佳的光化學(xué)催化性能及穩(wěn)定性。
　　（2）通過(guò)水熱反應(yīng)方法，在130℃，反應(yīng)10小時(shí)制備得到了不同Ag-TiO2含量的形貌統(tǒng)一的系列特殊的具有皺紋的3-D粗糙蓬松結(jié)構(gòu)的宏觀可分離Ag-TiO2/RGO納米復(fù)合材料，并將其應(yīng)用于催化降解單寧酸。Ag-TiO2與RGO之間生成

4、Ti-O-C連接，但C原子并未進(jìn)入TiO2晶格間隙。材料的疏水性有利于塊體材料的重復(fù)使用。Ag-TiO2添加量為25mg時(shí)，復(fù)合材料表現(xiàn)出最佳的光化學(xué)催化性和穩(wěn)定性。
　?。?）通過(guò)自蒸發(fā)溶液自組裝法，在最佳制備條件下制備了不同GO添加量的具有界限分明的層狀結(jié)構(gòu)的天然高分子/氧化石墨烯納米復(fù)合薄膜材料。GO與高分子之間以強(qiáng)的分子間氫鍵連接，GO含量達(dá)到10wt％時(shí)會(huì)出現(xiàn)GO團(tuán)聚成石墨的現(xiàn)象。GO的添加有效的提高了薄膜的機(jī)械性能，G