氧化石墨烯基仿贝壳珍珠母层状材料的制备及性能研究

《氧化石墨烯基仿贝壳珍珠母层状材料的制备及性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、－？．：２论文分类号学校代码：１０７０８学号：１５０３０１４ＳＨＡＡＮＸＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士学位论文Ｔｈｅｓ’ｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅ氧化石墨烯基仿贝壳珍珠母层状材料的制备及性能研究徐妙妙指导教师姓名：薛朝华教授学科名称：应用化学论文提交日期：２０１８年３月论文答辩日期：２０１８年５月学位授予单位：陕西科技大学申请工学硕士学位论文论文题目：氧化石墨烯基仿贝壳珍珠母层状材料的制备及性能研究学科门类：工学一级学科：化学工程与技术培养单位：轻工科学与工程学院

2、硕士生：徐妙妙导师：薛朝华教授2018年5月PreparationandPropertyofNacre-inspiredHierarchicalNanocompositesBasedonGrapheneOxideAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByMiaomiaoXuSupervisor:Prof.ChaohuaXueMay2018氧化石

3、墨烯基仿贝壳珍珠母层状材料的制备及性能研究摘要近些年来，由于氧化石墨烯(GO)轻质优异的机械性能、优良的溶液分散性等一系列优点，使得其成为构筑仿贝壳珍珠母复合材料的理想增强填料之一。本课题基于GO表面的多种含氧官能团和聚合物基质之间可以以H键的方式来提高界面相互作用力这一设计理念，采用自下而上的组装形式，将GO片层结构基元与柔性聚合物通过真空抽滤的方法，获得仿贝壳珍珠母层状复合材料。(1)以GO片层为“砖”，天然生物材料海藻酸钠(SA)为“灰”，将两者共混后，通过真空抽滤法制备了GO和SA仿贝壳珍珠母复合薄膜，最后，使用碘化氢(HI)对薄膜进行还原。采用场发射扫描电镜对

4、薄膜横截面形貌进行观察；采用红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、X光电子能谱(XPS)等手段对其官能团的变化情况进行表征；利用拉力测试仪对其机械性能进行测试。结果表明，这种薄膜具有明显的层状结构，这种独特层状结构的形成显著地提高了GO基复合薄膜的机械性能，此外，GO和SA之间H键的存在也有一定的协同增韧作用。(2)同样，通过真空抽滤的方法制备了GO和聚丙烯酸(PAA)的复合薄膜。通过优化GO与PAA的质量浓度比从而实现机械性能更高的复合薄膜的制备。这种薄膜具有明显的“砖-灰”仿贝壳珍珠母层状结构。此外，GO和PAA之间H键的存在也有一定的协同增韧作用。使用HI

5、对薄膜进行还原，研究表明，还原后的薄膜不仅机械性能有了很大的提高，并具有一定的不沾水性和导电性。本论文分别选用了两种不同类型聚合物与GO界面通过H键相互作用产生一定的协同增韧，制备得到GO基仿贝壳珍珠母复合薄膜，研究天然生物材料和合成树脂分别对GO基仿贝壳珍珠母复合材料机械性能的影响。该材料将在航空航天和民用工程领域有着广阔的应用前景。关键词：仿贝壳珍珠母，氧化石墨烯，海藻酸钠，聚丙烯酸，机械性能IPreparationandPropertyofNacre-inspiredHierarchicalNanocompositesBasedonGrapheneOxideABS

6、TRACTInrecentyears,grapheneoxide(GO)hasbecomeoneoftheidealreinforcementsfortheconstructionofnacre-likecompositesduetoitslightweight,excellentmechanicalproperties,excellentsolutiondispersionandsoon.Inthispaper,thetopicisbasedonthedesignconceptsthattheinterfaceinteractioncanbeimprovedbythe

7、HbondingbetweenvariousoxygenfunctionalgroupsonthesurfaceofGOandpolymermatrix.Inthestrategyofbottom-upassembly,GOlamellarstructureunitandpolymerweremixedandfilteredtoobtainGO-basedartificialnacrenanocomposites.(1)GOandsodiumalginate(SA)artificialnacrenanocompositeswereprep