纳米石墨薄片的制备与表征ppt课件

1、纳米石墨薄片的制备与运用纳米石墨薄片的制备与运用韩小平：0916120317 王深兴：0916120340 郭春雨：0916120205 指点教师：张士华纳米石墨薄片的制备与运用一 实验绪论二 实验原理三 实验过程四 实验成果五 样品表征纳米石墨薄片尼龙复合资料制齿轮一 实验绪论1.石墨1石墨 特点：导电性好、摩擦损耗小、污染小 运用：作为导电高分子资料的导电填料实验绪论2鳞片石墨 特点：可浮性、光滑性、可塑性均比其它类型石墨好，工业价值最大 运用：优质耐火资料的原料一 实验绪论3可膨胀石墨GIC 鳞片石墨经氧化剂处置得到的石墨层间化合物 鳞片石墨经过化学或电化学反响的插层、水洗和枯燥后，碳的

2、片层会在高温下剥离，体积增大，即为可膨胀石墨 。同时会有原子，分子和离子进入石墨原子层间 氧化处置：石墨外表层中的碳原子被氧化，这些基团与基体树脂中的活性基团发生反响，使之与基体树脂有较好的相容性 一 实验绪论4膨胀石墨 可膨胀石墨经过高温膨胀制得 ，高温快速加热时，插入层间的物质气化，构成高压，产生的膨胀力抑制层间结合的分子力，使石墨沿C轴方向膨胀数十倍到数百倍 特征：蠕虫状 微观：与天然鳞片石墨同晶系，片层构造 宏观：柔软、疏松多孔 一 实验绪论特性： 1耐高温、耐腐蚀、导电导热等 2外表及其内部构成许多微小的孔，使得比外表积大为添加，优良的吸附性 3蠕虫状石墨片层之间相互啮合，构成膨胀石

3、墨板材，良好的紧缩性、回弹性和低的应力松弛率 一 实验绪论可膨胀石墨 一 实验绪论膨胀石墨左 天然鳞片石墨右蠕虫状鳞片状一 实验绪论膨胀石墨制备：根本原理：插层膨化 方法：化学氧化法 电化学法 微波法 爆炸法 气相分散法 一 实验绪论2 尼龙 MC尼龙单体浇铸尼龙 ：是强碱和己内酰胺在较高温度反响生成的己内酰胺盐，同时参与N-乙酰己内酰胺或异氰酸酯类化合物等活化剂 特点：摩擦系数低，减震耐磨，比重小 运用：可替代某些金属，合金，做零部件可提高机械效率，延伸运用寿命普通4至5倍一 实验绪论3 尼龙导电复合资料 填充型导电塑料，尼龙本身是绝缘体 ，经过参与导电性填充物提高电导率。导电填料多项选择导

4、电炭黑和碳纤维。碳纤维加强导电尼龙二 实验原理1 膨胀石墨制备： 根本原理：插层膨化 方法：化学氧化法 鳞片石墨石墨层中网状平面大分子由中性变带正电荷石墨层间间隔增大氧化剂同性相斥碳正离子失电子阴离子插层剂GIC结合鳞片石墨石墨层中网状平面大分子由中性变带正电荷高温膨胀石墨二 实验原理 固：KClO4,KMnO4,(NH4)2S2O7氧化剂 液：HNO3 H2SO4 HClO4 H2O2外表修饰： 原理：纳米石墨薄片是弱极性粉体, 外表活性较高,易产生分散性差, 稳定相差, 纳米石墨的聚焦, 聚会, 引起整个体系的性能下降, 因此必需对纳米石墨进展外表修饰 试剂：硅烷偶联剂 一部分基团与石墨外

5、表的官能团反响构成强有力的化学键。另一部分基团与有机溶剂分子或有机高分子发生化学反响或物理缠绕, 使纳米石墨在非极性液体中或有机基体稳定均匀的分散 二 实验原理2 MC尼龙与己内酰胺反响：阴离子催化聚合 1 MC尼龙与己内酰胺熔融液混合，由于强碱的催化作用，己内酰胺生成活泼的己内酰胺阴离子。 N(CH2)5CHONaOH + H2ONa+N_(CH2)5CONa + N(CH2)5CHONa+N_(CH2)5CO+12H2二 实验原理 (2)己内酰胺阴离子对己内酰胺的开环聚环有很强的催化作用 氨基己酰己内酰胺具有酰亚胺构造，有很强的亲电性质，成为链引发的活性中心 二 实验原理3活性中心一旦构成

6、就能以很大的速度与酰胺阴离子起反响，进展链的生长。 三 实验过程1 原料 ：己内酰胺 浓硝酸 冰乙酸 高氯 酸 天然鳞片石墨 硅烷偶联剂 催化剂：氢氧化钠 助催化剂：列克纳混合胶 脱模剂：液体石蜡 无水乙醇 真空封泥 高真空脂7501 三 实验过程2 实验仪器与设备：旋片式真空泵 超声波清洗器 DZF-2000型真空枯燥箱 84-1磁力搅拌控温电热套 控温电热套 电热恒温鼓风枯燥箱 三口烧瓶 分析天平 温度计 真空压力表 三 实验过程3 实验步骤1膨胀石墨的制备三 实验过程2膨胀石墨的偶联处置三 实验过程3MC尼龙复合资料的制备三 实验过程1.真空泵 2、3.冷却安装 4.空气阀 5.真空压力

7、表6.玻璃管 7.温度计 8.三口烧瓶 9.磁力加热搅拌器实验合成安装图四 实验成果膨胀石墨四 实验成果MC尼龙纳米复合资料五 样品表征1石墨的XRD分析天然鳞片石墨五 样品表征可膨胀石墨五 样品表征10203040506070802-Theta(025050075010001250Intensity(Counts)2.raw膨胀石墨结论：GIC，膨胀石墨与鳞片石墨晶型构造基本不变，特征强度衍射峰强度由鳞片石墨，GIC膨胀石墨依次降低五 样品表征2膨胀石墨微观特征天然鳞片石墨膨胀石墨结论：鳞片石墨的片层网络构造遭到破坏，片层间距增大许多五 样品表征3MC尼龙复合资料的XRD分析纯MC尼龙MC尼龙有20和24两个特征衍射峰 1 2 MC尼龙主要以晶型构造为主 五 样品表征10203040506070802-Theta(025050075010001250Intensity(Counts)1.rawMC尼龙/石墨纳米复合资料1 2 复合资料是仍以晶型为主的构造形状 结论：膨胀石墨的参与没有破坏