毕业设计之开题报告

1、 毕业设计开题报告毕业设计开题报告冷淬法制备石墨烯纳米球冷淬法制备石墨烯纳米球/TiN复合材料复合材料姓姓 名：名： 指指导老导老师：师：课题的目的及意义（课题的目的及意义（1）毕业设计之开题报告山东理工大学 化学工程学院 石墨烯是一种新型的并且有许多优异性能石墨烯是一种新型的并且有许多优异性能的碳质纳米材料，比如机械、电子、热学和光的碳质纳米材料，比如机械、电子、热学和光学性能。现在，石墨烯在生物和能源材料等许学性能。现在，石墨烯在生物和能源材料等许多的方面有很好且很多的应用。多的方面有很好且很多的应用。 石墨烯的衍生材料比如：石墨烯带、石墨石墨烯的衍生材料比如：石墨烯带、石墨烯量子点、石墨

2、烯纳米卷、石墨烯球、三维石烯量子点、石墨烯纳米卷、石墨烯球、三维石墨烯、石墨烯纤维。石墨烯衍生材料推动了石墨烯、石墨烯纤维。石墨烯衍生材料推动了石墨烯的研究并且扩展了石墨烯的应用领域，逐墨烯的研究并且扩展了石墨烯的应用领域，逐渐成为新的研究热点。渐成为新的研究热点。 课题的目的及意义（课题的目的及意义（2）石墨烯球也是基于石墨烯制备的球形的石墨石墨烯球也是基于石墨烯制备的球形的石墨烯基材料。烯基材料。在众多立体图形中，球表面积与体积的比较在众多立体图形中，球表面积与体积的比较大，而石墨烯又具有较大的比表面积，将两大，而石墨烯又具有较大的比表面积，将两者结合起来并且制作成包裹纳米颗粒的材料，者结

3、合起来并且制作成包裹纳米颗粒的材料，则它在储能方面具有很好的应用潜力。则它在储能方面具有很好的应用潜力。因此石墨烯球也是一种研究比较热门的石墨因此石墨烯球也是一种研究比较热门的石墨烯衍生材料。烯衍生材料。山东理工大学 化学工程学院毕业设计之开题报告近几年的研究现状近几年的研究现状 近几年石墨烯材料在近几年石墨烯材料在“太空电梯太空电梯”缆线缆线方面、电子产品方面、光子传感器方面、纳方面、电子产品方面、光子传感器方面、纳电子器件方面、太阳能电池方面、抗菌材料电子器件方面、太阳能电池方面、抗菌材料方面、在锂电池方面以及实现以方面、在锂电池方面以及实现以500GHz频率频率工作的高速石墨烯晶体管和光

4、学元件方面等工作的高速石墨烯晶体管和光学元件方面等都有重要应用。都有重要应用。毕业设计之开题报告山东理工大学 化学工程学院设计方案的可行性分析设计方案的可行性分析设计方案：设计方案： 实验目的：实验目的： 1. 用氧化法制备石墨烯用氧化法制备石墨烯 2. 氧化石墨烯的还原氧化石墨烯的还原 3. 用液氮冷淬法制备石墨烯纳米球用液氮冷淬法制备石墨烯纳米球/TiN复合材复合材料料可行性分析：具有理论依据，实际操作允许，实验可行性分析：具有理论依据，实际操作允许，实验室条件足够，实验可行。室条件足够，实验可行。 毕业设计之开题报告山东理工大学 化学工程学院所需要的仪器设备、试剂所需要的仪器设备、试剂

5、所需化学试剂：天然鳞片石墨（所需化学试剂：天然鳞片石墨（32目），目），天然鳞片石墨粉（天然鳞片石墨粉（325目），硝酸钠，高锰酸目），硝酸钠，高锰酸钾，硫酸钾，硫酸(浓度浓度98%)，双氧水，水合肼，硼氢，双氧水，水合肼，硼氢化钠，无水乙醇，氮化钛，氯铂酸化钠，无水乙醇，氮化钛，氯铂酸 所需实验仪器：烧杯，量筒，恒温油浴所需实验仪器：烧杯，量筒，恒温油浴加热器，烘干箱，冷冻干燥机，电子天平，加热器，烘干箱，冷冻干燥机，电子天平，离心机，超声波细胞粉碎机及超声清洗器，离心机，超声波细胞粉碎机及超声清洗器，滴定管，蒸发皿，医用针筒滴定管，蒸发皿，医用针筒毕业设计之开题报告山东理工大学 化学工程学

6、院实验步骤（实验步骤（1）氧化石墨烯的制备氧化石墨烯的制备 2 g石墨，石墨，96 mL 浓浓H2SO4在在0 C下下搅拌混合，然后向混合物中缓慢加入搅拌混合，然后向混合物中缓慢加入12 g KMnO4，持续搅拌。混合物在，持续搅拌。混合物在0 C 搅拌搅拌 90 min后升至后升至35 C 下反应下反应2 h，向混合物中滴，向混合物中滴加加80 mL去离子水，依次加入去离子水，依次加入200 mL去离子去离子水及水及10 mL H2O2 （30%），搅拌），搅拌10 min，反，反应后得到的即为氧化石墨，依次离心则可得应后得到的即为氧化石墨，依次离心则可得氧化石墨烯。氧化石墨烯。毕业设计之开

7、题报告山东理工大学 化学工程学院实验步骤（实验步骤（2）氧化石墨烯的还原氧化石墨烯的还原 取取1mg/mL的氧化石墨烯水溶液的氧化石墨烯水溶液200mL与与50 mL的浓度为的浓度为0.02M/mL(158mg)的氯铂的氯铂酸酸 水溶液混合（搅拌），用氢氧化钠溶液调水溶液混合（搅拌），用氢氧化钠溶液调PH值为值为8-9，取，取300mg硼氢化钠溶于水，一硼氢化钠溶于水，一下倒入进行还原，反应下倒入进行还原，反应1h，抽滤（离心），抽滤（离心），水洗，冷干水洗，冷干毕业设计之开题报告山东理工大学 化学工程学院实验步骤（实验步骤（3）用液氮冷淬法制备石墨烯纳米球用液氮冷淬法制备石墨烯纳米球/TiN

8、复合材复合材料料（1）取）取2mg氮化钛加入氮化钛加入100mL去离子水中，去离子水中，用超声波细胞粉碎机分散用超声波细胞粉碎机分散（2）配制）配制2mg/mL的氧化石墨烯溶液的氧化石墨烯溶液100mL（3）将上述两溶液混合，用超声清洗器分散）将上述两溶液混合，用超声清洗器分散混合均匀混合均匀（4）用小号医用针筒缓慢滴加到液氮中（注）用小号医用针筒缓慢滴加到液氮中（注意尽量使滴加液滴为球形）意尽量使滴加液滴为球形）毕业设计之开题报告山东理工大学 化学工程学院实验的预期结果实验的预期结果TiN均匀分散在氧化石墨烯中；均匀分散在氧化石墨烯中；氧化石墨烯为均匀球形；氧化石墨烯为均匀球形；复合材料有良

9、好的催化性能及电学性能；复合材料有良好的催化性能及电学性能；TiN均匀分布在氧化石墨烯球的表面，与氧均匀分布在氧化石墨烯球的表面，与氧化石墨烯结合，具有良好的吸附作用，可以化石墨烯结合，具有良好的吸附作用，可以用来做催化剂载体；用来做催化剂载体；氧化石墨烯球具有一定的力学强度，可以吸氧化石墨烯球具有一定的力学强度，可以吸附催化剂实现气体反应的催化工作。附催化剂实现气体反应的催化工作。毕业设计之开题报告山东理工大学 化学工程学院研究计划概述研究计划概述 前期：查阅相关文献（包括外文文献），前期：查阅相关文献（包括外文文献），了解相关知识及基本原理，熟悉实验仪器及了解相关知识及基本原理，熟悉实验仪器及试剂。试剂。 中期：按照设计方案实施实验研究，并中期：按照设计方案实施实验研究，并讨论实