氧化石墨烯的不对称修饰及自组装行为研究

发布时间：2025-06-27 01:18

　　二维（2D）材料是由一层或几层叠加在一起的原子或者分子层组成,层内一般由较强的共价键或离子键连接,而层间则由作用力较弱的范德华力结合;目前研究较多的典型的二维材料有石墨烯（导体）、二硫化钼（半导体）以及氮化硼（绝缘体）等。二维材料具有超大的比表面积、柔软易折叠等特性,在载药和催化等方面具有广泛的应用;但在其应用于生物体中时,其超大的比表面积会增强免疫系统的捕获和清除作用,限制了应用效率。二维材料的组装是智能调控材料比表面积的一种常见的手段,其组装方法主要包括:（1）原位组装;（2）一维模板辅助的组装;（3）剪切力及溶剂辅助的组装;（4）二维材料表面修饰的组装等。但上述的方法由于需要外界能量的干预,导致其组装体不可控,限制了其应用。利用不对称修饰的手段来构建不对称结构（Janus）去诱导二维材料的自组装,是在材料进行组装时,使二维材料不同的表面获得不同的作用力,从而作为一种驱动力促使其在溶剂中自发地发生组装,从而避免了外界能量的干预。在本论文中,以二维材料氧化石墨烯（GO）为研究对象,利用静电作用在其表面修饰聚苯乙烯（PS）链段,比较了不同尺寸GO在组装过程中的不同动力学行为,验证了其作为...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1由KC8-嵌入的石墨制备的碳纳米卷,(A)从石墨制备碳纳米卷的示意图;(B-D)碳纳米卷的TEM图像

在2003年,Viculis等人[14]展示了通过结合嵌入和超声处理的两步法从原始石墨制备碳纳米卷的一般方法(图1.1A)。首先将前期合成的化合物(KC8)嵌入石墨层间以扩大其空间;然后将得到的复合石墨在乙醇中超声处理,剥离的石墨片自身可以容易地卷曲起来形成碳纳米卷。但由于KC8....

图1.2基于硝酸石墨的纳米卷生产示意图

图1.1由KC8-嵌入的石墨制备的碳纳米卷,(A)从石墨制备碳纳米卷的示意图;(B-D)碳纳米卷的TEM图像Tian等人[16]开发了一种简便且可大量制备的组装策略,可以从氧化石墨烯悬浮液的液/气界面上制备纯净的GO纤维,由于静电力和范德华力作用,纳米片组装成了纳米纤维(图1.3....

图1.3(a)单个GO纤维横截面;(b)竹状GO纤维;(c)刚生长的纤维;(d)退火后的纤维薄膜

Tian等人[16]开发了一种简便且可大量制备的组装策略,可以从氧化石墨烯悬浮液的液/气界面上制备纯净的GO纤维,由于静电力和范德华力作用,纳米片组装成了纳米纤维(图1.3)。纯GO纤维显示出良好的柔韧性,退火后的纳米纤维膜的电性能有了明显地提高。该研究结果对生产纯净GO纤维具有....

图1.4氧化石墨烯纳米膜的逐层(Lb L)组装过程的示意图

Kim等人[17]利用氧化石墨烯(GO)纳米片丰富的表面官能团赋予的高分散性可在溶液中充当聚电解质的特点,采用逐层组装技术来组装GO多层膜(图1.4)。与通过常规方法制备的GO膜相比,逐层组装的GO多层膜呈现出不同的内部结构、润湿性和离子渗透性。这项研究拓宽了其在材料科学和膜等方....

本文编号：4053571