功能化石墨烯及其复合材料的制备与应用
当前世界主要以使用化石能源为主，而化石能源为不可再生能源，终将耗尽，因而开发化工新材料用于降低能耗，提高新能源利用迫在眉睫。石墨烯及其衍生物具有优异的力学、导电、抗磨、润滑及其导热性能，被广泛应用于电催化领域、力学领域及摩擦领域等。然而石墨烯本身的π-π堆叠，影响了石墨烯的性能与工业应用，此外，当前石墨烯高耗能、不环保的制备工艺，且难以实现宏量制备的现状，致使其在各个领域的应用依旧是个很大的挑战。为了解决以上问题，本论文采用节能环保，且成本低廉的球磨法制备功能化石墨烯及其复合材料并对其进行应用探索。研究内容与结论如下: (1)为解决石墨烯易团聚及其在润滑油中的稳定分散问题，本文采用球磨法制备边缘油胺化石墨烯(edge oleylaminated graphene，EOG)，并对EOG亲油性能、抗磨及润滑性能进行探索研究。所制备的EOG能够以1wt.％的浓度在润滑油基础油中稳定分散8个月以上，并且能显著提升基础油或成品油润滑与抗磨性能。当EOG在基础油的添加量为0.1wt.％时，PB值提高了64.86％;PD值提高了56.18％，磨斑直径从0.88mm降到0.46mm，为石墨烯润滑油的研发与应用提供了新的方案。 (2)为实现氮掺杂石墨烯（nitrogen-doped graphene，NG）的低成本宏量制备，本研究探索了一种球磨法制备NG，并对NG的电催化性能进行了探索研究。制备所得的NG-2具有良好的ORR及OER性能，能作为潜在的双效催化剂使用。此外，制备所得的NG-2具有优异的产过氧化氢性能，当电压为0.8V(vs.RHE)时，过氧化氢产率可达到93.31％，为过氧化氢的制备提供了新的思路。
复合材料;功能化石墨烯;球磨法;抗磨性能;电催化性能
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
向中华
2019
中文
TB332
2019-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）