功能化石墨烯纳米片的制备、表征及应用.pdf

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2、备与应用、、‘１、：‘、＇．＾；论＃堯摩端撕；２０１５年４巧１５日，、、議讀《学位论文出版授权书》本人完全同意《中国优秀博硕±学位论文全文數据库出版章程》（Ｌ：Ｊｌ下简称＂＂＂＂章程），愿意将本人的学位论文提交中国学术期刊（化盘版）电子杂志杜在《中国优秀博硕±学位论丈全丈数据库》中全丈发表。《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》可电子、网络及其它数字媒体形式公开出版，并同意编入《中国知识资源总库》，在《中国博硕±学位论文评价数据库》中使用和在互聪＂＂规定享受相关权益网上传播，同意按章程。、如，之作者签名：ｊ養

3、导师签名；？。。（弘ｒ／／ｊ／／年曰年月曰月—研生１〇４３３。１究学号所院幻在系也■批哲赁吏＾Ｉ赁？ＩＩ山东理工大学硕士学位论文摘要摘要自从石墨烯被成功分离制备以来，一直是人们所研究的热点。本文对石墨烯的制备及应用进行了综述，提出了一种新颖、高效的制备石墨烯纳米片的方法，并在此基础上得到了功能化的石墨烯纳米片（FunctionalizedGrapheneNanoplatelets,FGNPs）。同时，论文也对FGNPs的改性和应用进行了论述，研究了其作为润滑油添加剂的润滑增效性能。论文的主要研究内容概括如下：功能化石墨烯纳

4、米片的制备：以磁搅拌研磨法作为制备方法，通过弱磁性研磨介质的高速旋转所产生的摩擦力、碰撞力和剪切力将天然鳞片石墨以极高的效率破碎至纳米尺寸，随后又利用双氧水的氧化性将其功能化。采用氮气吸附、SEM、TEM、FTIR、TGA和XRD等手段进行了表征。结果表明，研磨时间为4h时即可得到比表面为738.1m2g-1的石墨烯纳米片，相对于原始石墨1.7m2g-1的比表面积增大了约434倍。FTIR结果显示样品表面具有羟基、羧基等含氧官能团。XRD和SAED显示出所制备样品具有良好的结晶性。功能化石墨烯纳米片的改性：利用功能化石墨烯纳米片存在的羟基、羧基等含

5、氧官能团，以带有长链烷基的正十二烷基三乙氧基硅烷、硬脂酸、油酸等为改性剂，使FGNPs以化学键合的形式接枝长链烷基以改变其在润滑油中的悬浮稳定性。FTIR测试结果表明，改性后的石墨烯纳米片具有对称亚甲基和不对称甲基峰出现。当改性石墨烯纳米片（ModifiedGrapheneNanoplatelets,MFGNPs）与未改性石墨烯纳米片分散液相比较时，在相同的离心速度和时间下前者有着更高的吸光度值，表明其具有更好的悬浮稳定性。改性石墨烯纳米片的摩擦学性能测试：利用改性石墨烯纳米片的小尺寸和自润滑特点，作为添加剂添加到润滑油中以增强润滑油的润滑效果。四

6、球摩擦实验表明，相比较基础油而言，当MGNPs添加量为1wt‰时，平均摩擦系数从0.1170降低到0.0642，磨斑大小从482μm降低到353μm，分别降低了约45%和26.8%。当添加量增加到1.5wt‰时，平均摩擦系数和磨斑直径分别为0.0282、284μm，较之基础油分别降低了75.9%和41.1%。这充分说明了改性石墨烯纳米片在保证其良好的悬浮稳定性的基础上有着优秀的润滑增效功能。此外，本实验制备功能化石墨烯纳米片所采用的磁搅拌研磨法是一种高效、环保、低成本的物理破碎法，可实现石墨烯纳米片的大规模制备。本论文对功能化石墨烯纳米片的制备效率

7、也进行了一定的探究。关键词：功能化石墨烯纳米片；磁搅拌研磨法；改性；润滑油添加剂I山东理工大学硕士学位论文AbstractAbstractSincethefirstexperimentalisolationofasinglegraphenesheetin2004,graphenenanoplatelets(GNs)haveattractedenormousattention.Inthiswork,wereportonanovelandfacilemagneticgrindingmethodtopreparefunctionalizedgraphen

8、enanoplatelets(FGNPs).Thechemicalandstructuralpropertiesofthe