5
2。2 结 论 10
参考文献 11
致 谢 13
掺硫石墨烯纳米片的制备与表征引 言
石墨烯,是近些年发现的新材料中适用范围最为广泛、最具开发性的材料之一,它相对钢来说有更大的机械强度,有着最快的电子迁移速度,可用于信号传输,具有优良的导电性、很强的柔韧性、巨大的比表面积等优良特性[6]。它来源于石墨,凝聚着全球科学家的目光,注定要改变这个世界,改变你我未来的生活。论文网
零维的富勒烯(fullerene)是在1985年被发现的;碳纳米管是在1991年被Iijima发现的,是一维的;2004年英国教授与其合作者共同发现了二维的石墨烯。由于这三种材料独特的物理化学性质,使得其无论是在理论计算还是在实验研究方面都呈现出了巨大的科学意义及应用价值,激发国际化学和材料科学界对碳纳米材料的一轮又一轮研究热潮。发现新材料的三个人也都获得了诺贝尔奖。
石墨烯(graphene)的基本组成单元是苯环,苯环紧密堆积周期性排列构成一种二维碳材料,它只有一层碳原子厚度,是构成其他石墨材料的基本单元。石墨烯优异的物理特性和其他优异的性能主要归因于其独特的成键方式[7]。它有比钢还硬的硬度,比铜还好的导电性,它含有的未成键的p电子可以在晶体中快速的自由的移动,所以石墨烯具有良好的导电性[8]。研究表明石墨烯具有非常优异的性能,如高的电子迁移率,良好的导热性、透光性以及很好的稳定性,因此可应用于场发射材料、复合材料、超灵敏传感器、储氢材料、半导体材料以及电池电极材料等领域[9]。
大量的理论计算和实验研究证实在石墨烯中掺入不同原子是一种调控石墨烯电子性能及化学反应活性的有效方法。关于S掺杂石墨烯的研究报道更是较少。石墨烯独特的笨六元环结构和优异物理化学性质,使得石墨烯的研究变成目前的一个研究热点,其他异质原子掺杂到石墨烯的sp2杂化结构已经被证明是一种有效打开石墨烯带隙并提高其化学反应活性的方法之一[10-12],如氮(N),硼(B)和硫(S)。目前,掺硼(B)石墨烯、掺氮(N)石墨烯已被很多科学家研究过,也研究出多种方法将这两种原子掺入到石墨烯中,归因于硼、氮原子尺寸和碳原子尺寸非常相近[13]。可是,将硫(S)掺入石墨烯晶格并没有那么容易,原因可以总结为以下几方面:(1)S原子的半径比C原子大得多;(2)S和C之间的电负性的差异较小,不能形成明显的电荷转移[14];(3)从能量角度来看,S掺杂石墨烯也难以合成。
石墨烯是21世纪一种新型的碳功能材料,掺硫石墨烯的研究更是少之又少,所以研究掺硫石墨烯纳米片的制备与表征是一个非常好的研究课题。本文研究的是利用化学氧化法制备氧化石墨烯,而后用化学还原的方法让氧化石墨烯和二苄基二硫按照质量比1:2经过一系列反应,来制备掺硫石墨烯。然后对制得的样品进行热重分析、X射线衍射光谱分析、红外光谱分析、透射电子显微镜分析、拉曼光谱分析、XPS(X射线光电子能谱)分析并得出结论[15-16]。文献综述
1 实验部分
1。1 实验仪器与试剂
器 材:大小烧杯数个、吸管、保鲜膜、玻璃棒、电子秤、超声粉碎机、培养皿、坩埚、高温真空管式炉、镊子、超声波细胞粉碎机、恒温水浴箱、蒸发皿等;
试 剂:石墨粉、NaNO3、KMnO4、98%浓硫酸、双氧水、去离子水、蒸馏水、乙醇、二苄基二硫等; 掺硫石墨烯纳米片的制备与表征(2):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_97958.html