氧化石墨烯和石墨烯有机凝胶的制备与性能

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文氧化石墨烯和石墨烯有机凝胶的制备与性能论文作者：安承超学生类别：全日制学科门类：理学学科专业：高分子化学与物理指导教师：丁会利；朱英职称：教授资助基金项目：（必要时填写）DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofChemistryandPhysicsofPolymersResearchonSynthesis,PropertyofGrapheneOxideandGraphene-basedGelsByAn

2、ChengchaoSupervisor:Prof.DingHuili＆Prof.ZhuYingMay2016摘要石墨烯是目前研究最广泛的材料之一，具有优良的光学、力学、电学、热学等性质，本文主要研究石墨烯及其衍生物在凝胶材料方面的制备和应用。以氧化石墨烯（GO）和聚乙烯醇（PVA）水溶液为原料，以水/正己烷乳液微液滴为模板，制备得到了三维网络结构的氧化石墨烯/聚乙烯醇（GO/PVA）油水凝胶，该油水凝胶具有自修复功能；并经冷冻干燥得到了相应结构的GO/PVA气凝胶，通过加入有机硅油，最终获得氧GO/PVA有机凝胶，该有机凝胶显示出优异的滑水性能。此外

3、，将上述GO/PVA油水凝胶经HI还原，获得了还原的氧化石墨烯/聚乙烯醇（rGO/PVA）油水凝胶；再经过冷冻干燥和甲基硅油浸泡，得到了rGO/PVA有机凝胶，该凝胶显示出优异的滑水性能。主要研究结果如下：（1）以GO和PVA水溶液为原料，以水/正己烷体系的水包油液滴为模板，借助于GO的两亲性、氧化石墨烯与聚乙烯醇之间形成的氢键作用，成功制备了具有三维网络结构的自支撑氧化石墨烯/聚乙烯醇油水凝胶。由于氧化石墨烯与聚乙烯醇之间较强的氢键作用，使GO/PVA表现出优异的自修复性能。（2）以多孔GO/PVA油水凝胶为前驱体，经冷冻干燥获得相应结构的气凝胶，

4、通过在气凝胶中加入甲基硅油，制备了具有超滑水性能的GO/PVA有机凝胶。通过压缩测试，该有机凝胶力学性能强于制备的GO/PVA油水凝胶。这为有机凝胶滑水材料的制备提供了提供了一个简单、有效的途径。（3）以多孔GO/PVA油水凝胶为前驱体，采用HI还原，得到rGO/PVA油水凝胶，该rGO/PVA凝胶具有与GO/PVA油水凝胶相同的结构。并经冷冻干燥、甲基硅油浸泡，制备了具有超滑水性能的rGO/PVA有机凝胶。关键字：氧化石墨烯GO/PVA凝胶rGO/PVA凝胶自修复滑水IABSTRACTDuetoitsexcellentoptical,mechani

5、cs,electronic,thermalproperties,graphenehasbeenoneofthemostwidelyresearchmaterials.Inthispaper,wearededicatedtostudythepreparationandpropertiesofgrapheneanditsderivativesgels.Inthestudy,usinggrapheneoxide(GO),polyvinylalcohol(PVA)aqueoussolutionasrawmaterialsandwater/n-hexanemi

6、cro-emulsiondropletsasthetemplate,wefinallypreparedgrapheneoxide/polyvinylalcohol(GO/PVA)hydro-organogelswiththree-dimensionalnetworkstructureandself-healingproperty.AndthecorrespondingstructureofGO/PVAaerogelswereobtainedbyfreeze-drying.Byaddingmethylsiliconeoil,theGO/PVAorgan

7、ogelswithexcellentwaterslipperyperformancewereeventuallyprepared.Inaddition,usingHItoreduceGO/PVAhydro-organogels,wegotgraphene/poly(vinylalcohol)(rGO/PVA)hydro-organogelswiththesamestructuretoGO/PVAhydro-organogels.Afterfreezedryingandmethylsiliconeoilimmersion,therGO/PVAorgan

8、ogelswithexcellentwaterslipperyandconductivityproperty