全文总字数：5056字
1. 研究目的与意义（文献综述）
石墨烯是由一层碳原子构成的二维碳纳米材料，具有经sp2杂化、以蜂巢晶格构成的二位单原子层结构[1]。石墨烯中载流子具有弹道输运特性，室温下载流子的平均自由程和相干长度达到微米量级，迁移率(200 000 cm2 /vs)大约是硅的100倍，有利于制造更小的快速转换信号的晶体管[2]。石墨烯同时还具备优异的导热性能，其热导率最高可达5 000 w·m-1·k [3]。为了让石墨烯的优异性能得到更好的应用，人们一直在寻找大规模制备优质石墨烯的方法，并不断完善石墨烯的结构、性能表征方法。部分研究学者发现石墨烯对于人体有毒害作用[4]，以及在石墨修饰的过程中涉及到有毒性有机溶剂的利用，因此绿色环保的石墨烯制备方法也是我们要探索的目标[5]。
石墨烯的制备方法，可以分为“从上到下”（up-bottom）和“从下到上”（bottom-up）两种类型[6]。目前的主要制备方法包括：机械剥离法、氧化石墨还原法、化学气相沉积法（chemical vapor deposition，cvd）、热分解碳sic法、溶剂超声剥离法[7]。选择一种合适的制备方法的关键问题是在考虑到环境的情况下，通过将结构功能与卓越的电子特性相结合，开发先进的技术，以生产低成本，高效的石墨烯材料[8]。目前，对于石墨烯的制备主要选择氧化石墨还原法，因为这种方法所制备的石墨性质比较均已，同时能够达到一定的质量要求[9]。
氧化还原石墨法通常包括对石墨的氧化和将氧化后的石墨烯还原两个步骤。氧化石墨烯一般是由石墨经强酸氧化而得到的一种单层材料，形成的环节分为石墨层间化合物的形成、石墨层间化合物的氧化以及氧化物的水解，产物水解后即成为层间存在大量极性含氧官能团的氧化石墨[10]。氧化石墨烯可以直接通过一步氧化过程制备完成，因此氧化石墨烯的生产可以批量进行。就目前来说，制备氧化石墨烯的主要方法包括 brodie 法、staudenmaier 法和 hummers 法[11]，其中hummers法的制备过程的时效性相对较好而且制备过程中也比较安全，在制备氧化石墨烯应用最广泛。但传统hummers法也有许多缺点，例如在反应过程中会放出有毒气体（no2和n2o4 ）、残留有硝酸盐以及低产率等[12]。因此现如今，越来越多科学家对此氧化方法做出了改进。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
材料制备：以鳞片石墨为起始原料，通过氧化过程（包括低温反应、中温反应和高温反应）制备氧化石墨烯，用氢碘酸在egm、op-7和二甲苯混合介质中还原氧化石墨烯。
材料表征：对所制备的氧化石墨烯，还原氧化石墨烯进行表征。采用傅里叶变换红外光谱仪测试官能团结构，采用 x 射线衍射仪测试晶体结构，采用热重分析仪测试受热分解情况及接枝率，采用扫描电子显微镜测试表面微观形貌。
3. 研究计划与安排
第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。
第4－9周：按照设计方案，通过改进hummers法探索制备氧化石墨烯的配方，通过相应的测试数据，探究其性能。
第10－12周：对所制备的氧化石墨烯进行还原，探究温度、反应时间对还原氧化石墨烯的影响。
4. 参考文献（12篇以上）
-
郭雪飞，孙洋洲，刘强，于航，张敏吉.石墨烯储能应用的技术进展及产业化现状[j].炭素技术，2020，39(01):19-23.
-
冯颖，黄世华，康凯，段晓霞.石墨烯片的制备与表征[j].新型炭材料，2011，26(01):26-30.
-
h . sevinli，topsakal m，durgun e，et al. electronic and magnetic properties of 3d transition-metal atom adsorbed graphene and graphene nanoribbons[j].physical review b，2008，77(19):3107-3109.
剩余内容已隐藏，您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容！立即支付
课题毕业论文、开题报告、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
