微波加热法制备石墨烯纳米复合材料的研究

论文摘要

石墨烯（Graphene）是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料,近年来在实验研究和科学理论方面引起了人们的极大关注。由于其独特的纳米结构和优异的性能,Graphene在组建纳米复合材料方面极具潜力和吸引力。Graphene能够通过化学还原法还原石墨氧化物大量制备,但是被还原的Graphene倾向于形成不可逆转的团聚物,甚至重新形成石墨。因此为了获得高质量的Graphene,通常可以采用在Graphene上生长一些无机分子或聚合物减少Graphene的团聚。在Graphene上沉积无机材料,如金属、半导体、绝缘体纳米颗粒或纳米簇能够形成优良的Graphene复合材料。同时,Graphene和某些功能粒子整合之后在新的交叉应用方面有独特的特点,例如在光学、电气、催化、传感器等方面。此外,大量生产Graphene的成本远低于碳纳米管（CNTs）。因此Graphene有望成为碳材料的新代表,有着广阔的应用前景。本文主要研究了微波加热法制备金纳米颗粒（Au）、硫化镉（CdS）量子点、石墨烯-金纳米（Graphene-Au）复合材料和石墨稀-硫化镉（Graphene-CdS）纳米复合材料。通过优化反应温度、微波功率和微波时间,可控制备了尺寸分布均一的Au纳米颗粒和CdS量子点。并且通过微波加热的方法在溶液中还原石墨氧化物和Au或CdS前驱体,成功制备了结构稳定、性能优良的Graphene-Au纳米复合材料和Graphene-CdS纳米复合材料。由于微波加热法能快速简单地合成纳米材料及纳米复合材料,并且在合成Graphene时无需使用剧毒的还原试剂,因此,该方法具有广泛的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 石墨烯（Graphene）纳米复合材料研究背景及意义
• 1.2 Graphene纳米复合材料
• 1.2.1 Graphene
• 1.2.2 Graphene纳米复合材料
• 1.2.3 Graphene纳米复合材料的应用
• 1.3 本论文主要研究内容
• 参考文献
• 第二章 石墨烯-金（Graphene-Au）纳米复合物的制备及表征
• 2.1 概述
• 2.2 形貌可控的纳米Au合成
• 2.2.1 实验过程
• 2.2.2 实验结果与分析
• 2.3 微波法制备Au纳米粒子
• 2.3.1 实验过程
• 2.3.2 实验结果与分析
• 2.4 Graphene-Au纳米复合材料的制备
• 2.4.1 实验过程
• 2.4.2 实验结果和分析
• 2.5 本章小结
• 参考文献
• 第三章 石墨烯-硫化镉（Graphene-CdS）复合物的制备及表征
• 3.1 概述
• 3.2 CdS量子点的制备及表征
• 3.2.1 实验过程
• 3.2.2 实验结果和表征
• 3.3 Graphene-CdS纳米复合材料的制备研究
• 3.3.1 实验过程
• 3.3.2 实验结果与分析
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 论文总结和展望
• 硕士期间发表论文
• 致谢