新型碳资料科学双语结课论文

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1、-华东理工大学化工学院2014(春)本科生双语选修课《新型碳材料科学》课程考核学号10110200姓名XXX任课老师乔文明等成绩论文题目：论文要求：题目在下列4个中任选一个(A4纸，正文部分4页以上)：1多孔炭材料在氮氧化物脱除、硫化物脱除、重金属脱除、重金属离子脱除、水中污染物脱除等方面的应用及其前景展望2石墨烯的制备、结构、性能及应用前景3中孔炭材料或者介孔材料的制备、结构及应用4炭材料前躯体对所制炭材料的结构及性能的影响格式：12号字(宋体/TimesNewRoman)，行间距1.5，边距2cm中文或英文均

2、可,注意格式！时间：2014年6月地点：任课教师评语：任课教师签名：年月日.---摘要石墨烯是碳的又一同素异形体，具有独特的二维结构和优异的力学、电学、光学、热学等性能，成为富勒烯和碳纳米管之后的又一研究热点。全面综述了近几年来石墨烯的制备方法，详细讨论了微机械剥离法、化学剥离法、化学合成法、外延生长法、电孤法、化学气相沉积法的优缺点，并针对制备方法存在的产量低、结构不稳定、高污染等问题，提出了一些大规模可控制备高质量石墨烯的建议。还结合石墨烯的结构和特性，概括了石墨烯在复合材料、微电子、光学、能源、生物医学等领

3、域的应用进展，并展望了其主要研究方向和发展趋势。关键词石墨烯制备方法应用AbstractAsanallotropeofcarbon，graphenehasbecomearesearchhotspotduetoitsuniquetwo-dimensionalstructureandexcellentmechanical，electrical，opticalandthermalproperties．Synthesisofgrapheneviadifferentap—proacbes，suchasmicromechan

4、icalstripping，chemicalstripping，chemicalsynthesis，epitaxialgrowth，arcdis—charge，andchemicalvapordeposition，arediscussedindetail，andstrategiesforproducinghomogeneousgraphenewithimprovedyieldandstructuralstabilitywhilelimitingitspollutionareproposed．Alsoapplica

5、tionprogressofgre—pheneinpolymercomposites，microelectronics，optics，energyandbiomedicinearesummarized，andthemainre—searchdirectionanddevelopmenttrendareimagined．Keywordsgraphene，preparationmethods，application.---1.石墨烯的结构石墨烯是由碳原子以sp2杂化连接的单原子层构成的，其基本结构单元为有机材料中最稳

6、定的苯六元环，其理论厚度仅为0.35nm，是目前所发现的最薄的二维材料。石墨烯是构成其它石墨材料的基本单元，可以翘曲变成零维的富勒烯，卷曲形成一维的CNTs或者堆垛成三维的石墨(图1)。这种特殊结构蕴含了丰富而奇特的物理现象，使石墨烯表现出许多优异的物理化学性质，如石墨烯的强度是已测试材料中最高的，达130GPa，是钢的100多倍；其载图1流子迁移率达1．5x104cm2·V-1S-1，是目前已知的具有最高迁移率的锑化铟材料的2倍，超过商用硅片迁移率的10倍，在特定条件下(如低温骤冷等)，其迁移率甚至可高达2．5

7、×105cm2·V-1·S-1；石墨烯的热导率可达5x103W·m-1·K-1，是金刚石的3倍；另外，石墨烯还具有室温量子霍尔效应(Halleffect)及室温铁磁性等特殊性质。[1]2.石墨烯的性质2.1力学性质石墨.---烯中各碳原子之间的连接非常柔韧，当施加外部机械力时，碳原子面就弯曲变形，从而使碳原子不必重新排列来适应外力，也就保持了结构稳定。美国哥伦比亚大学的一支物理学研究小组经过大量的试验，发现石墨烯是现在世界上已知的最为牢固的材料，并对石墨烯的机械特性进行了全面的研究。他们选取10-20微米的石墨烯

8、微粒作为研究对象。试验发现，在石墨烯样品微粒开始碎裂前，它们每100nm距离上可承受的最大压力居然达到了大约2.9微牛。如果用石墨烯制成包装袋，那么它将能承受大约两吨重的物品。[2]半导体工业有意利用石墨烯晶体管制造微型处理器，进而生产出比现有计算机更快的计算机。2.2热学性质石墨烯是一种稳定材料．在发现石墨烯以前，大多数物理学家认为，热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温