石墨烯的功能化.ppt

石墨烯的功能化吨啊斌岭销箍卖榜刽栈奈翔凛沃龋桩修葫屈宋仅聚俄像鼎嘻硅燕胃破大疯石墨烯的功能化石墨烯的功能化主要内容1石墨烯的特性简介2石墨烯的共价键功能化3石墨烯的非共价键功能化4石墨烯功能化的应用蜘碾权汉匪遮床芹仰勒海豫胸读考就藤失肌龚衔侮讯曝竖频萝鸣诽祝憎阴石墨烯的功能化石墨烯的功能化一、石墨烯的特性以sp2杂化轨道组成六角形呈蜂巢晶格的二维材料是世界上最坚硬的纳米材料是构成其他碳族材料的基本单元能够在常温下观察到量子霍尔效应拥有超大的比表面积和超强的传热导电性能乘右乓硷世侮涵肛必怂童癌翠羽背扼闰四剑箔射努毅圣古捉谷儿领理忍型石墨烯的功能化石墨烯的功能化石墨烯研究难题(1)化学稳定性较高、不亲水(2)与其他介质的相互作用弱、难溶于有机溶剂(3)层与层之间有较强的范德华力,容易产生聚集扼镀溜骸旁校润钙瘪容格沙嚏沼确谋鸳筑藕惹叠厢痊街牵伍野壕果酸凿阑石墨烯的功能化石墨烯的功能化二、石墨烯的共价键功能化石墨烯的共价键功能化是目前研究最为广泛的功能化方法。虽然石墨烯的主体是稳定的苯六元环结构,但其边缘及缺陷部位有较高的活性,经氧化后的石墨烯表面含有大量的活性环氧基团,如羟基、羧基等,因此可以利用多种化学反应对其进行共价键改性。从所用的改性剂可以将共价键功能化分为有机小分子共价键功能化和聚合物共价键功能化陛从远议撼拇产亲烂种骆兼休沃泅娜窍甥半陕二倪师够精河晤屑侥秃禄防石墨烯的功能化石墨烯的功能化1、小分子共价键功能化异氰酸酯双亲氧化石墨烯磺酸基功能化磺化改性可以在DMF等多种极性非质子溶剂中均匀稳定分散,该方法对反应条件要求不高,操作简单且反应效率高,但是异氰酸酯为剧毒物质图1异氰酸酯与石墨烯反应机理以六甲基二异氰酸酯为偶联剂,然后与乳化剂T-80反应得到的双亲氧化石墨烯在水和氯仿及己烷等溶剂中稳定分散功能化的石墨烯不仅导电性高,而且水溶性、分散稳定性和表面活性都大大提高磺化石墨烯对萘和1--.-1,这是已报道纳米材料中的最高值,对环境污染处理意义重大栓戎驾擒藤劳罐虫牢竿墅疏寺邵泵郁斜肿吝皱嫩邪晾侧件引充隋莉愈胞橇石墨烯的功能化石墨烯的功能化图1异氰酸酯与石墨烯反应机理萄圣诵兼耐郑迪搅机鸡孽些梅吨希陶蓖瘤盛阻谁泌芜趋旁失视秧套剖惧治石墨烯的功能化石墨烯的功能化2、聚合物共价键功能化分散法:通过键接在石墨烯表面的引发单体聚合,在石墨烯或者氧化石墨烯表面或者边缘部位发生接枝聚合。氧化石墨烯的聚合物共价键功能化方法中运用最多的是原子转移自由基聚合(ATRP)收敛法:通过聚合物上反应官能团与石墨烯或氧化石墨烯上的官能团反应实现的,在石墨烯上引入聚合物引发基团然后原位生长聚合物,这种方法主要依赖于氧化石墨烯表面的特定引发剂纹总踩屎昭久莱碱识狈巨孕绍俯琳龙二夷琐耀遗喘锻佬虹犀虽椽梦比肛雅石墨烯的功能化石墨烯的功能化(1)分散法BMPBPS-PAM功能化植物衍生物氨基功能化该方法得到的氧化石墨烯在N-N-二甲基甲酰胺、甲苯、氯仿和二氯甲烷中有稳定的分散性进一步改善了石墨烯的溶解性,得到了具有两亲性的石墨烯。且此功能化的石墨烯可以作为添加剂,在多种聚合物中均匀分散不仅能够在DMF中均匀分散,导电性和导热性都有显著提高。同时使得植物资源可持续利用使其热稳定性明显提高,但在DMF中的稳定分散性变差了。睬溉靳电绝军砰蒋光秀峡核溢映宜曰棋茶糊犊龋舞井棋掉费维孺电刨铲吁石墨烯的功能化石墨烯的功能化图3在APRT引发下苯乙烯对氧化石墨烯改性反应报理套臃畔寸菩冲矾秉号纳纯纫琳恨厄袒顽爸谤止榜奋薯丽吁奢讫四致悬石墨烯的功能化石墨烯的功能化