钒酸盐和石墨烯氧化物复合条带的合成

【摘要】石墨烯片具有类似金属的导电性质，而石墨烯带却具有半金属也就是半导体的性质，这主要是因为石墨烯的电子状态会随着自身宽度的变化而变化。目前已有报道显示：随着宽度的降低，具有规则边缘结构的石墨烯会从金属向半导体转变。为了使石墨烯具有可控的电子状态，即实现其由金属向半导体的转变，科学工作者采取了大量的尝试，具有代表性的制备石墨烯条带的方法包括：印刷刻蚀法、热膨胀法、化学全合成法和碳纳米管劈裂法。虽然已有水热法劈裂石墨烯，形成石墨烯氧化物量子点的报道，但是，规则地劈裂，从而生成石墨烯氧化物纳米条带的报道却还没有。本论文在第一章主要对石墨烯及其氧化物的制备、表征和应用进行介绍，在第二章，即本论文的重点章节中主要介绍一种在水热条件下利用钒酸镧等钒酸盐做外模板指导并保护合成石墨烯氧化物纳米条带的方法，由于石墨烯氧化物纳米条带的宽度受外模板钒酸镧等钒酸盐的调控，而钒酸镧等钒酸盐条带的宽度受反应条件的影响很大，在水热体系中，能够形成均一性很好的钒酸镧条带，也就能保证石墨烯氧化物条带的均一性，因此水热方法是一种简单且比较具有优势的合成均一石墨烯氧化物纳米条带的方法。更重要的是，如果将外模板钒酸镧更换为其他不同宽度的无机钒酸盐条带，就能够生产出不同宽度的石墨烯氧化物条带，实验也得到了和预计一样的结果。值得注意的是，所合成的钒酸盐和石墨烯氧化物复合结构能够放大原有钒酸盐的性质（其中钒酸盐中的盐包括：三价的镧、二价的锶和一价的银，和五氧化二钒），具有比纯钒酸盐优异的环己烷热催化氧化能力和锂离子电池性能。而且这种合成方法具有一定的普适性，有望应用到其他石墨烯氧化物和无机纳米复合材料的合成领域中。在第三章，分别利用化学气相沉积法和激光还原石墨烯氧化物两种制备方法生产出的石墨烯，包覆并稳定两种对气体敏感的纳米材料，分别是粒径小于10nm的金属铂和金属铁，该方法不仅能够保护高表面能的纳米材料，而且复合之后的结构能够保持甚至超越原有结构的性能，有希望成为保护气体敏感型材料的新方法。
【作者】孙立伟；
【导师】李国栋；
【作者基本信息】吉林大学，无机化学，2014，硕士
【关键词】石墨烯氧化物；钒酸盐；复合条带；水热合成；

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