论文开题：氧化石墨的制备与复合

开题报告

1，题目：
氧化石墨的制备与复合
2，项目目的及意义：
　　自 1855 年Brodie 首次制备出氧化石墨(GO)之后 ,人们对它产生了极大的兴趣 ,至今已研究出多种制备方法:通过 H2SO4 、HNO3 、HClO4 等强 Bronst酸嵌入石墨层间 ,形成 stage21、stage22 型嵌入化合物 ,接着在强氧化剂 ,如 KClO4 、KMnO4 、K2Cr2O7 等的氧化或电化学过氧化(overo*ide)作用下 ,石墨层间结合力沿碳轴方向断开 ,经水解后即转化为1 ～2GO 。主要可归结为 3 大方法: Standenmaier3 4 5法 、Brodie 法 和 Hummers 法 。近来有对
Hummers法的改性研究 ,既缩短了反应时间 ,又可6 ～8
以提高氧化程度 。
石墨经强氧化后特有的结构改变了石墨的不亲水和不亲油性 ,使得聚合物分子或极性小分子与GO 之间的相容性得到极大的改善 ,极易嵌入到 GO层间形成纳米复合材
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布方式:单层排列或双层排列 。采用长链脂肪族醇辛醇、十二烷醇、十八烷醇等)对 GO 进行改性 ,也可增强 GO 的亲油性并增大 GO 层间距 。
利用氧化石墨和高分子材料的复合，制备出抗静电的高分子复合材料，应用于各个领域。
2.1测试与仪器
对所制取的GO、GO2C16TMA、PSGO 复合物在*′PERT 型衍射仪上进行* 射线衍射分析, 射线波长ΚCuKa= 0. 1541 nm, 扫描范围为1°～ 35°; 用JEOL JEM 2100S 型透射电镜对PSGO 复合物的超薄切片(厚度为50 nm 左右)进行形态结构观察; GO2C16TMA、PS、PSGO 和PSG 复合物和在空气气氛中的热重分析（TGA ) 在SH IMADZU TA250 型热重分析仪上进行, 气流速度为20mLm in, 升温速度为10℃m in。2

2. 2　原位插层聚合与形态结构分析
氧化石墨表面和层间大量的- OH 和9- COOH基团赋予其丰富的插层化学性能 ,NaOH 与这些基团作用使各片层形成聚阴离子, 同时也因为片层间的负离子静电斥力将片层间距加大, 这样便可通过离子交换的方式使得较大尺寸的十六烷基三甲基铵离子以离子键的方式与氧化石墨聚阴离子相连而插入氧化石10墨的片层之间 , 使层间距增大。Fig. 1 的*RD分析表明, 氧化石墨的(001)衍射峰在阳离子表面活性剂插层后从12. 5°移向低角约2. 6°处, 层间距由0. 7 nm 扩大到3. 4 nm, 增加了2. 7 nm;而有机阳离子的引入改善了层内微环境, 氧化石墨层表面的亲油性得到改善。层间距的增大和层内微环境的改善有利于单体St、引发剂、和聚合物链插入其片层内。当插入到片层内的单体St 和引发剂达到一定量时, 便开始聚合; 层外的单体或_基不断地补充到层内与其中的_基(包含链_基、初级_基)和单体结合而转化为聚合物, 使氧化石墨的片层间距加大; 而原位聚合反应释放的热能促使氧化石墨片层解离成纳米级厚度而无规分散在聚合体系中; 氧化石墨粒子外进行的St 本体聚合使体系的粘度增大, 能够阻碍已解离成纳米尺度的氧化石墨片层团聚, 但也可能使GO 片层解离需要克服更多的外界阻力。Fig. 2 是PSGO 复合物超薄切片的透射电镜照片, 可以看到氧化石墨基本上是以约10 nm～ 30 nm 厚的层片分布在聚合物基体中。PSGO 的*RD 图(Fig. 1c)中2. 6°的衍射峰无明显位移, 表明复合材料中可能不存在聚合物对氧化石墨的插层或者说聚合物插层结构很少, 仪器还不足以检测到, 氧化石墨基本上是以纳米片层的形式与聚合物复 (c) PSGO 合; 该峰的强度变弱一方面是因为样品 GO2C16TMA 含量较少的关系, 另一方面也是GO2C16TMA 复合物被解离成纳米级片层, 其晶体结构含量减少的缘故。


3 研究内容：
3.1实验内容：
1）氧化石墨烯的制备：运用Hummers法制备氧化石墨（Graphite O*ide，GO）（详细制备方法课题组内已成熟）。
2）氧化石墨与PS不同比例复合：
a：将PS溶解于DMF中，然后将制备好的rGO用微波炉膨松，与PS按不同必烈混合放入球磨机中球磨分别磨1个小时，3个小时，做对照
质量百分数 1% 3% 5%
PS（g） 30 30 30
rGO（g） 0.3 0.9 1.5

b：氧化石墨超声均匀分散在水中，配置氧化石墨水溶液并配置0.01g/ml表面活性剂。将表面活性剂加入氧化石墨水溶液中，搅拌均匀，澄清溶液中，立刻出现可见粒子团聚。将混合 ……（未完，全文共3914字，当前仅显示1977字，请阅读下面提示信息。收藏《论文开题：氧化石墨的制备与复合》）