氧化石墨烯渗透膜的制备及其性能研究

氧化石墨烯渗透膜的制备及其性能研究
预览:

石墨烯具有稳定的热学性能,其热导最高能到 5000W/(mK)[4];石墨烯力学性 能也是优良的,李[5]和刘[6]等分别利用实验和第一原理计算并证明出现存在的强度最高的 材料是石墨烯,它的理论强度高达 110-130GPa,是钢的 100 多倍;石墨烯的电学性能也是 有良好的[7,8,9],电子可以自由地在其晶体里移动,并且其传导的速率能高达 8×105m/s,其 比电子一般的传输速率大多了;石墨烯的铁磁性及磁开关等磁性能也比较好[1],这是因为 石墨烯锯齿形边缘拥有孤对电子;现如今最坚硬的材料就是石墨烯,它还同时表现出来了 两种互相矛盾的性质——脆性与柔韧性,这一点是前所未有的,还有前所未有的发现是任 何一种气体都无法通过石墨烯,所以说它是能隔绝气体的好材料,我们都不知道石墨烯的 熔点,也不清楚它是怎样熔化的,这都是因为石墨烯的尺寸非常小;[1,11]除此之外,石墨烯还 有良好的透光性。 我们至今关于石墨烯化学性质知道的是:与石墨的表面相像,各种各样的原子、分子 能够被石墨烯表层吸附和脱附(如:二氧化氮,氨,钾)。吸附物常常是作为给体或受体, 并且会使载流子浓度发生变化,石墨烯自身仍旧是高导电。其他的一些吸附物,例如氢离 子和氢氧根离子,其会导致导电性非常差的衍生物,但是这些都不是新的化合物,仅仅是 -3- 氧化石墨烯渗透膜的制备及其性能研究 石墨烯装饰不一样的吸附物罢了。从表面化学这一点来分析,石墨烯的性质应该与石墨近 似,可以通过石墨来预测石墨烯的某些性质。首个石墨烯被功能化的例子是 Graphane:它 的结构是 2D 碳氢化合物中的氢原子接到石墨烯的每一个六边形格上。[11] 1.1.3 石墨烯的表征方法 1.1.3.1 透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,简称 TEM) TEM 能够看见小于 0.2um 的细微结构, 这是在光学显微镜下没办法看清楚的, 我们管 这种细微结构叫做亚显微结构或超微结构。目前 TEM 的分辨力可以达到 0.2 nm。 透射电子显微镜(TEM)不仅可以通过观察片层边缘的纹理来表征片层的层数,并且也 能够观察到石墨烯的二维平面的形貌以及褶皱卷曲的特征,而且还可以看到原子等级的结 构细节[12]。 1.1.3.2 拉曼散射 拉曼效应(Raman scattering),也叫做拉曼散射,印度的物理学家拉曼在 1928 年发现了 这一现象,它是指光波在被散射之后,其频率会产生变化的现象。 拉曼散射(Raman scattering)也能够测量石墨烯的层数[13], 但是拉曼光谱具有一定的局限 性,它仅仅能够观察到少于五层的石墨烯的层数,对于大于等于五层石墨烯则没法分辨。 1.1.3.3 原子力显微镜(Atomic Force Microscope, AFM) 原子力

第2页/共19页 <上一页下一页>尾页