毕业设计之开题报告.ppt

毕业设计开题报告
冷淬法制备石墨烯纳米球/TiN复合材料
姓名:
指导老师:
课题的目的及意义(1)
毕业设计之开题报告
山东理工大学化学工程学院
石墨烯是一种新型的并且有许多优异性能的碳质纳米材料,比如机械、电子、热学和光学性能。现在,石墨烯在生物和能源材料等许多的方面有很好且很多的应用。
石墨烯的衍生材料比如:石墨烯带、石墨烯量子点、石墨烯纳米卷、石墨烯球、三维石墨烯、石墨烯纤维。石墨烯衍生材料推动了石墨烯的研究并且扩展了石墨烯的应用领域,逐渐成为新的研究热点。
课题的目的及意义(2)
石墨烯球也是基于石墨烯制备的球形的石墨烯基材料。
在众多立体图形中,球表面积与体积的比较大,而石墨烯又具有较大的比表面积,将两者结合起来并且制作成包裹纳米颗粒的材料,则它在储能方面具有很好的应用潜力。
因此石墨烯球也是一种研究比较热门的石墨烯衍生材料。
山东理工大学化学工程学院
毕业设计之开题报告
近几年的研究现状
近几年石墨烯材料在“太空电梯”缆线方面、电子产品方面、光子传感器方面、纳电子器件方面、太阳能电池方面、抗菌材料方面、在锂电池方面以及实现以500GHz频率工作的高速石墨烯晶体管和光学元件方面等都有重要应用。
毕业设计之开题报告
山东理工大学化学工程学院
设计方案的可行性分析
设计方案:
实验目的:
1. 用氧化法制备石墨烯
2. 氧化石墨烯的还原
3. 用液氮冷淬法制备石墨烯纳米球/TiN复合材料
可行性分析:具有理论依据,实际操作允许,实验室条件足够,实验可行。
毕业设计之开题报告
山东理工大学化学工程学院
所需要的仪器设备、试剂
所需化学试剂:天然鳞片石墨(32目),天然鳞片石墨粉(325目),硝酸钠,高锰酸钾,硫酸(浓度98%),双氧水,水合肼,硼氢化钠,无水乙醇,氮化钛,氯铂酸
所需实验仪器:烧杯,量筒,恒温油浴加热器,烘干箱,冷冻干燥机,电子天平,离心机,超声波细胞粉碎机及超声清洗器,滴定管,蒸发皿,医用针筒
毕业设计之开题报告
山东理工大学化学工程学院
实验步骤(1)
氧化石墨烯的制备
2 g石墨,96 mL 浓H2SO4在0 °C下搅拌混合,然后向混合物中缓慢加入12 g KMnO4,持续搅拌。混合物在0 °C 搅拌 90 min后升至35 °C 下反应2 h,向混合物中滴加80 mL去离子水,依次加入200 mL去离子水及10 mL H2O2 (30%),搅拌10 min,反应后得到的即为氧化石墨,依次离心则可得氧化石墨烯。
毕业设计之开题报告
山东理工大学化学工程学院
实验步骤(2)
氧化石墨烯的还原
取1mg/mL的氧化石墨烯水溶液200mL与50 (158mg)的氯铂酸水溶液混合(搅拌),用氢氧化钠溶液调PH值为8-9,取300mg硼氢化钠溶于水,一下倒入进行还原,反应1h,抽滤(离心),水洗,冷干
毕业设计之开题报告
山东理工大学化学工程学院
实验步骤(3)
用液氮冷淬法制备石墨烯纳米球/TiN复合材料
(1)取2mg氮化钛加入100mL去离子水中,用超声波细胞粉碎机分散
(2)配制2mg/mL的氧化石墨烯溶液100mL
(3)将上述两溶液混合,用超声清洗器分散混合均匀
(4)用小号医用针筒缓慢滴加到液氮中(注意尽量使滴加液滴为球形)
毕业设计之开题报告
山东理工大学化学工程学院
实验的预期结果
TiN均匀分散在氧化石墨烯中;
氧化石墨烯为均匀球形;
复合材料有良好的催化性能及电学性能;
TiN均匀分布在氧化石墨烯球的表面,与氧化石墨烯结合,具有良好的吸附作用,可以用来做催化剂载体;
氧化石墨烯球具有一定的力学强度,可以吸附催化剂实现气体反应的催化工作。
毕业设计之开题报告
山东理工大学化学工程学院