石墨烯基纳米复合材料的制备及其辐射性能研究

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1、学校代码：10286分类号：TQ317.5密级：公开UDC：678.7学号：152366石墨烯基纳米复合材料的制备及其辐射性能研究研究生姓名：樊丽丹导师姓名：周钰明教授申请学位类别工学硕士学位授予单位东南大学一级学科名称化学工程与技术论文答辩日期2018年5月2日二级学科名称应用化学学位授予日期2018年月日答辩委员会主席鞠熀先评阅人鞠熀先何曼2018年6月4日硕士学位论文石墨烯基纳米复合材料的制备及其辐射性能研究专业名称：化学工程与技术研究生姓名：樊丽丹导师姓名：周钰明教授PREPARATIONOFGRAPHENEBASEDNA

2、NOCOMPOSITESANDITSRADIATIONPROPERTIESADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYFanLi-danSupervisedbyProf.ZhouYu-mingSchoolofChemistry&ChemicalEngineeringSoutheastUniversityApril2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研宂工

3、作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过。与我的研宄成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。＜研宄生签名：邊￥：！备日期东南大学学位论文使用授权声明东南大学、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂、中国科学技术信息研宂所、志社有限公司、万方数据电子出版社北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档。，可以

4、采用影印、缩印或其他复制手段保存论文本人电子文档的一致。内容和纸质论文的内容相除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研宄生院办理。一，一摘要摘要石墨烯作为新型二维纳米材料，因其优异的热力学、电磁学等性能，在光电、生化、航空航天等领域展现出巨大的应用潜能。石墨烯具有高电子迁移率和高热导率，可通过价带跃迁和晶格振动等加速能量转化，从而调节目标表面红外发射率降至理想值。同时，石墨烯内部的

5、π电子共轭可加剧电子的迁移和光电转化，从而加大对微波的吸收和电磁转化，达到微波吸收的效果。此外，石墨烯可通过表面基团修饰及原位组装等方法，制备满足不同应用需求的复合纳米材料。本文通过氧化天然石墨制备石墨烯，采用原位还原制备石墨烯/金(rGO/Au)，利用微波反应法制备氮化硼量子点(BNQDs)，层层自组装制备3D结构的石墨烯/氮化硼量子点(3D-G/BNQDs)。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外－可见吸收光谱(UV-vis)、荧光发射光谱(PL)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子

6、能谱(XPS)等表征方法，对产品的微观结构、化学组成及光学性能进行表征分析，同时测定了产品的红外发射率(8~14μm)及微波吸收性能(2~18GHz)，得到以下结论：1.石墨烯/金(rGO/Au)的合成及表征通过氧化天然石墨粉制备氧化石墨烯，加入氯金酸(HAuCl4)，用柠檬酸钠原位还原制备石墨烯/金(rGO/Au)。考察还原剂的剂量及反应时间对纳米金粒径的控制及其在石墨烯表面的分布情况，从而调控产品的红外发射率和微波吸收率。氧化石墨烯的比表面积较大，在其表面含有大量活性基团，易于纳米金的组装复合。研究表明产品的红外发射率(8~1

7、4μm)为0.618，微波吸收(2~18GHz)的最大反射损耗为-19.2dB，有效吸收带宽为8.1GHz，优于石墨烯自身的吸波性能，高反射性能的金属Au的引入有效降低了复合物的红外发射率。2.氮化硼量子点(BNQDs)的合成及表征利用微波反应法制备单分散的氮化硼量子点，并通过反应温度和时间调控量子点粒径和荧光量子产率。氮化硼是具有宽禁带(6.4eV)的新型类石墨烯二维纳米材料，因其独特的结构和电子排布，使其具有优异的光电性能。相较于传统的水热法，微波反应法可提供高效稳定的能量输入，制备的产品尺寸均一，荧光量子产率高。BN量子点的

8、吸波性能优于BN纳米片及其他碳材料，主要归因于BNI摘要量子点的量子限域效应，电子转移驰豫及高热导率，同时BN质量轻密度小，环保无毒，易于制备膜材料，因此BN量子点是极具潜力的吸波材料。3.3D石墨烯/氮化硼量子点(3D-G/BNQDs)的合成及表