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新型石墨烯电纺纤维复合膜的制备与性能研究开题报告

 2021-02-24 10:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1 国内外现状

自2004年英国科学家从石墨中分离出石墨烯,证实石墨烯可以单独存在,至今,有关石墨烯的研究在国内外一直十分火热。石墨烯是从石墨材料中剥离出来,仅由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。它是目前自然界最薄的材料,也是强度最高的材料,导电导热性能最强的一种新型纳米材料,同时它还具有很好的弹性由此石墨烯被称为“黑金”。石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品,制造超微型晶体管,用来生产未来的超级计算机。用石墨烯取代硅,计算机处理器的运行速度将会快数百倍。另外,石墨烯几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光。另一方面,它非常致密,即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料,如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池。目前在国内外,与石墨烯相关的研究和产业化在近年来持续升温,欧洲、美国、日本、韩国等许多国家和地区都进行了一系列相关研究,支持了许多项目,对推动石墨烯产业发展做出了众多战略部署。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

(1)石墨本身是一种憎水性物质,利用氧化后产生大量的羧基和羟基等官能团,使得石墨层间距变大。本文采用改进的hummers法首先制备得到氧化石墨烯,然后通过还原法去除氧化石墨烯表面的含氧官能团,得到石墨烯。

(2)通过合成工艺设计,制备具有不同形貌的纳米结构或纳米复合材料。利用共沉淀法或热解法,在石墨烯表面和层间原位生成纳米金属氧化物,从而制得以石墨烯为载体的新型石墨烯电纺纤维复合膜。

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3. 研究计划与安排

第01-03周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需的实验原材料的基本性质和实验仪器的使用方法。确定实验方案,完成开题报告;翻译英文文献;

第04-11周:根据实验方案,制备石墨烯电纺纤维复合膜,并测试该复合膜的各种物理化学性能;

第12-14周:适当的改善实验条件确定出最佳制备方案;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]李岩, 仇天宝, 周治南,等. 静电纺丝纳米纤维的应用进展[j]. 材料导报, 2011, 25(17):84-88.

[2]刘盟盟, 蔡以兵, 靳子昂,等. 聚乳酸/纳米 sio2复合纤维的制备及力学性能[j]. 材料导报, 2015, 29(02):96-100.

[3woan k v,scheffler r h,bell n s,et al.eleetrospinning of nanofiber chevrel phase materials[m].materials chemistry,2011,21(24):8537-8539.

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