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聚合物功能化氧化石墨烯的合成与表征

作　者: 马丽君
导　师: 屠迎锋
学　校: 苏州大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 氧化石墨烯原子转移自由基聚合表面修饰表征
分类号: O613.71
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本论文以氧化石墨烯为基础，提出一种新的策略来制备聚合物功能化的氧化石墨烯。就如何实现氧化石墨烯的功能化，功能化后的氧化石墨烯的潜在应用等方面进行了详细的阐释，并重点围绕功能化的氧化石墨烯的便捷、高效制备及液晶功能化的氧化石墨烯的制备两方面开展了详细研究。本论文选用改进的Hummers方法制备氧化石墨烯，借助超声处理将其分散在水中，得到稳定的氧化石墨烯水溶液。在此基础上，以制备得到的氧化石墨烯样品为原料，利用氧化石墨烯表面上的羟基与铈盐构成的氧化还原体系引发乙烯类单体在氧化石墨烯表面的接枝聚合，制备了乙烯类聚合物修饰的氧化石墨烯。红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射能谱(XRD)和热失重(TGA)等的测试结果表明成功制备了聚合物功能化的氧化石墨烯，且可以通过控制铈盐的浓度或反应温度来控制接枝率，得到不同形态的功能化的氧化石墨烯。通过非共价键(π-π相互作用)制备了末端含芘的侧链型液晶聚合物修饰的还原氧化石墨烯，通过FT-IR、XRD、TGA、原子力显微镜(AFM)及溶解性测试等一系列表征证明成功制备了聚合物修饰的还原氧化石墨烯。并研究了当液晶处在还原氧化石墨烯二维受限空间内，其液晶相行为的变化。

全文目录

中文摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章文献综述  9-26
  1.1 引言  9-10
  1.2 石墨烯及氧化石墨烯的结构及特性  10-11
    1.2.1 石墨烯的结构及特性  10-11
    1.2.2 氧化石墨烯的结构及特性  11
  1.3 石墨烯及氧化石墨烯的主要制备方法  11-12
  1.4 氧化石墨烯的表面修饰  12-18
    1.4.1 有机小分子功能化  13-15
    1.4.2 高分子功能化  15-18
  1.5 功能化氧化石墨烯的应用及前景  18-20
    1.5.1 复合材料  18-19
    1.5.2 电容器  19-20
  1.6 本论文的研究目的和研究内容  20-21
    1.6.1 研究目的  20-21
    1.6.2 研究内容  21
  参考文献  21-26
第二章氧化石墨烯的制备  26-31
  2.1 引言  26
  2.2 实验部分  26-28
    2.2.1 实验原料与试剂  26
    2.2.2 实验测试与表征  26-27
    2.2.3 合成方法  27-28
  2.3 结果与讨论  28-29
  2.4 本章小结  29
  参考文献  29-31
第三章 Ce(IV)盐引发乙烯类单体在氧化石墨烯表面的接枝聚合  31-48
  3.1 引言  31
  3.2 实验部分  31-33
    3.2.1 实验原料与试剂  31-32
    3.2.2 实验测试与表征  32
    3.2.3 实验方法  32-33
  3.3 结果与讨论  33-45
    3.3.1 探索四种聚合物对氧化石墨烯功能化的最佳反应条件  33-36
    3.3.2 三种聚合物对氧化石墨烯功能化的对比分析  36-45
  3.4 本章小结  45-46
  参考文献  46-48
第四章侧链型液晶聚合物功能化的还原氧化石墨烯的制备与表征（一）  48-70
  4.1 引言  48-49
  4.2 实验部分  49-53
    4.2.1 实验原料与试剂  49
    4.2.2 实验测试与表征  49-50
    4.2.3 实验方法  50-53
  4.3 结果与讨论  53-66
    4.3.1 液晶单体的表征  53-54
    4.3.2 液晶聚合物的表征  54-59
    4.3.3 液晶聚合物功能化的还原氧化石墨烯的表征  59-66
  4.4 本章小结  66-67
  参考文献  67-70
第五章侧链型液晶聚合物功能化的还原氧化石墨烯的制备与表征（二）  70-81
  5.1 引言  70-71
  5.2 实验部分  71-73
    5.2.1 实验原料与试剂  71
    5.2.2 实验测试与表征  71-72
    5.2.3 实验方法  72-73
  5.3 结果与讨论  73-79
    5.3.1 液晶聚合物的表征  73-78
    5.3.2 液晶聚合物功能化的氧化石墨烯的表征  78-79
  5.4 本章小结  79
  参考文献  79-81
第六章总结与展望  81-82
  6.1 全文总结  81
    6.1.1 通过共价键对氧化石墨烯的修饰  81
    6.1.2 通过非共价键对还原氧化石墨烯的修饰  81
  6.2 工作展望  81-82
    6.2.1 聚合物功能化的 (还原) 氧化石墨烯的应用  81-82
攻读硕士期间公开发表论文目录  82-83
致谢  83-84

聚合物功能化氧化石墨烯的合成与表征

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