水热法合成石墨烯-普鲁士蓝复合材料

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摘要: 将石墨烯与金属金属化合物复合形成的复合材料兼具石墨烯和金属化合物纳米材料的优异性能，因而在催化、生物传感器、能量存储等领域具有广阔的应用前景。本文中以改进的Hummers方法制备的氧化态石墨为原料，氨基酸为还原剂，采用水热法制备石墨烯-普鲁士蓝(PB)纳米复合材料，并对其进行了SEM和XRD表征，确定复合材料的组成和结构。为开展石墨烯复合材料的电化学应用奠定基础。67915

毕业论文关键词: 石墨烯，氨基酸，普鲁士蓝，水热法

Abstract: Nanocomposites formed by graphene and metal compounds nanoparticles possessed both their unique properities. As a result, these kinds of nanocomposites have broad application propects in catalysis, biosensors, and energy storage etc. In this paper, graphite oxide prepared by a modified Hummers method as raw materials and amino acids as reductants was used to synthesize graphene-PB nanocomposites by hydrothermal method. The morphology and structure were confirmed by SEM and XRD. This study will lay a foundation for the practical application of graphene-PB nanocomposites in electrochemistry.

Keywords: Graphene, Amino acid, Prussian blue, Hydrothermal method

1 前言 3

1.1 石墨烯的发现 3

1.2 石墨烯的结构及性质 3

1.3 石墨烯的制备方法 3

1.4 石墨烯的应用 ..... 5

1.5 普鲁士蓝(PB) ..... 6

2 实验部分 6

2.1实验仪器及试剂 6

2.2氧化石墨的制备 7

2.3谷氨酸法制备石墨烯-普鲁士蓝复合材料 7

2.4丝氨酸法制备石墨烯-普鲁士蓝复合材料 7

3 结果与讨论 8

3.1石墨烯—PB复合材料的制备 8

3.2石墨烯—PB复合材料的SEM表征 ...8

3.3石墨烯—PB复合材料的edx能谱分析 ..... 10

3.4石墨烯—PB复合材料的XRD分析 ..... 11

结论 13

参考文献 14

致谢 15

1．前言

1.1 石墨烯的发现

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖[1]。论文网

1.2 石墨烯的结构与性质

石墨烯结构非常稳定，迄今为止，研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。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，就能保持结构稳定。此外，石墨烯几乎是完全透明的，透光率达98%以上；导热系数高达5300 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000 cm2/V·s，比纳米碳管和硅晶体高，而电阻率只约10-6 Ω·cm，它是目前世上电阻率最小的材料。由于石墨烯是一种透明、良好的导体，非常适合用来制造透明显示屏，甚至是太阳能电池。