石墨烯的液相制备及其透明导电薄膜的研究

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1、南京理工大学硕士学位论文石墨烯的液相制备及其透明导电薄膜的研究姓名：谢存存申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：车剑飞20100620硕士论文石墨烯的液相制备及其透明导电薄膜的研究摘要本文首先以石墨粉末为原料，分别在N，N．二甲基甲酰胺(DMF)等有机溶剂和全氟磺酸树脂(Nation)的水．乙醇溶液中直接超声剥离，避免了石墨的氧化和还原两个复杂的过程，得到了质量较高的石墨烯分散液。然后过滤去离子水稀释的石墨烯分散液制备透明导电薄膜，并考察了不同处理条件对薄膜性能的影响。透射电子显微镜(TEM)测试结果表明，液相中超声处理石墨得到了石墨烯。红外光谱、拉曼光谱和XP

2、S测试分析表明，石墨烯产品的结构缺陷少，氧化程度低。沉降实验结果表明石墨烯在Dm和Nation溶液中都具有良好的分散稳定性。采用了光学显微镜、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、紫外．可见分光光度计(UV-Vis)和四探针仪对石墨烯薄膜进行了表征。实验结果表明：过滤法制备的薄膜均匀致密；随着分散液用量的增加，薄膜的透光率和电阻率下降。为了提高薄膜的性能，采用了酸处理、真空退火处理、空气退火处理和酸处理+空气退火处理。结果发现，经过前两种处理后，薄膜的性能没有明显的改善；后两种处理对提高薄膜透光率，降低其电阻率有显著成效。最终得到了表面电阻率为2K．Q／sq一3Kf

3、gsq，550nlIl波长可见光透过--率>80％的透明导电薄膜。关键词：石墨烯，液相剥离，薄膜，透光率，表面电阻率Abstract硕士论文Inthisstudy,graphitepowderwassonicatedinorganicsolventssuchasN，N-Dim-ethylformamide(DMF)andsolutionofaperfluorosulfonatedcation-exchangepolymer(Nation)，respectively,toproducehighqualitygraphenedispersion．Thisprocess

4、avoidedcomplicatedoxidationandreduction．GraphenedispersionWasdilutedbydeionizedwaterandvacuumfilteredtopreparetransparent,conductivefilms．Andthepropertiesofgraphenefilmswereinvestigated、析也differenttreatments．Graphenepreparedbyliquid·phasesonicationofgraphite，Wasinvestigatedbytransmiss

5、ionelectronmicroscopy(TEM)．Fouriertransforminfraredspectroscopy(FT-IR)，RamanspectroscopyandX-rayphotoelectronspectroscopy(xPs)．Theresultsshowedthattheas—preparedgraphenehadfewdefectsandWasnotheavilyoxided．SettlementexperimentsrevealedthatgrapheneinDMFandNationsolutionwaswelldisperseda

6、ndquitestable．Graphenefilms，depositedbyvacuumfiltration,werecharacterizedbyopticalmicroscope，fieldemissionscanningelectronicmicroscopy(FESEM)，UV-VisspectroscopyandFour-Probeinstruments．ItWasfoundthatthesethinfilmswerehomogeneousanddense．Withtheincreaseofthevolumeofgraphenedispersion,t

7、hetransparencyandsheetresistivityoffilmsdecreased．Inordertoimprovefilms’properties，graphenefilmsweretreatedbynitricacid，vacuum-annealed，air-annealedandacid-treated&air-annealed,respectively．Afterthefirsttwotreatments．graphenefilms’Sperformancewerenotobviouslyenhanced．Whilethelattertwo

8、treat