摘要：石墨烯是由一层碳原子构成的二维碳纳米材料。由于石墨烯具有多种优良的性能使其在各个领域都能得到应用，发展前景极其广阔。本文以氧化石墨为原料，尿素为还原剂和氮源，通过水热法制备氮掺杂石墨烯-片状Co(OH)2复合材料，利用SEM和XRD分析观察复合材料的微观形貌。探索不同条件对氮掺杂石墨烯-Co(OH)2复合材料结构及Co(OH)2形貌的影响，寻找可控制备氮掺杂石墨烯- Co(OH)2复合材料的有效途径，为石墨烯复合材料在各领域的应用奠定基础。68097

毕业论文关键词：氮掺杂石墨烯，Co(OH)2，复合材料，表征

Abstract: Graphene, a kind of two-dimensional carbon materials, is composed of  a layer of  sp2 carbon atoms with thickness of 0.334 nm, which was found in recent years. Due to its unique structure and performance, grapheme has been widely used in various areas and it has bright future in practical applications. In this paper, using graphite oxide as raw materials and urea as reductant and nitrogen source, nitrogen doped graphene-Co(OH)2 was synthesized by hydrothermal method. The microstructure and elemental composition were characterized by SEM and XRD. In order to realize the controllable synthesis of graphene-Co(OH)2 nanocomposite, the effect of various factors such as pH value, reactant time and temperature was considered in detail. The study was laid foundation for the application of grapheme-based nanocomposites in various fields.

Keywords: Nitrogen doped graphene, Co(OH)2, Nanocomposites, Characterization

目    录

１  前言　 3

1.1石墨烯的简介 3

1.1.1石墨烯的制备方法 3

1.1.2石墨烯的性能 3

1.1.3 石墨烯的发展前景 4

1.2   水热法 4

2.实验部分 4

2.1实验仪器和试剂 4

2.2. 实验步骤 4

2.2.1氧化石墨的制备 4

2.2.2氮掺杂石墨烯-片状Co(OH)2复合材料的制备 5

3   结果与讨论 6

3.1氮掺杂石墨烯-片状Co(OH)2合成 6

3.2复合材料的X射线衍射(XRD)分析 6

3.3复合材料的扫描电子显微镜(SEM)分析 7

3.4复合材料的EDX能谱分析 9

结论 11

参考文献 12

致谢 13

1  前言

近年来，碳材料以其存在的形式多种多样和独特的物理化学性质，一直处于材料科学的前沿领域。2004年，英国曼切斯特大学的Geim和Novoselov教授首次通过机械剥离获得了可以稳定存在的石墨烯, 并荣获2010年诺贝尔物理学奖，由此科学家们开始对石墨烯及其复合材料的研究和应用逐步深入。

1.1  石墨烯的简介

石墨烯是由单层六边形晶体点阵上的碳原子构成的二维碳纳米材料，每个碳原子以sp2杂化的方式与相邻3个碳原子相连，剩余的一个未参与杂化的Pz轨道电子在垂直于石墨烯二维平面的方向上排列，并且相互叠加形成π键[2]。二维材料中，石墨烯的厚度是最薄的，仅为0.35 nm。石墨烯的硬度也是最坚硬的，杨氏模量高达1060 GPa。石墨烯的透明度相当高，透光率高达98%左右。