银掺杂石墨烯薄膜的制备及其导热性能的研究(2)
2.1.5 X-射线衍射表征(XRD) 14
2.1.6热导率测试 14
2.2 实验试剂及主要设备 16
2.3利用改进的Hummers法制备银-氧化石墨烯薄膜 16
2.4 氧化石墨烯薄膜的还原 16
2.4.1 氢碘酸还原银-氧化石墨烯薄膜 16
2.4.2热处理还原银-氧化石墨烯薄膜 18
第三章 实验结果与讨论 23
3.1样品的原子力显微镜形貌及分析 23
3.2样品的扫描电镜形貌及分析 26
3.3样品的拉曼光谱及分析 27
3.4样品的红外光谱及分析 29
3.5样品的X-射线衍射及分析 29
3.6样品的热导率测试结果分析 29
第四章 结论 30
致谢 31
参考文献 32
第一章 绪论
1.1石墨烯的简介
自从富勒烯和碳纳米管被发现以来，碳材料的研究开始深入到介观领域，并由此引发对纳米碳材料研究的热潮。最近，英国科学家发现由碳原子以Sp2sp杂化方式连接的二文单层原子晶体一石墨烯，被认为是目前最理想的二文纳米材料。石墨烯的发现极大地丰富了碳材料家族，而且石墨烯因其所具有的特殊二文平面结构和优异的物理化学特性，在材料研究方面具有重大的科学意义和广阔的应用价值，也为纳米碳材料的研究提供了新的研究方向。
2004年，英国曼彻斯特大学的Geim等采用“微机械分离法”首次成功制备了石墨烯(Graphene)材料[1]。石墨是碳单质的同素异形体之一。石墨烯是目前已知的世界上最薄却也是最坚硬的纳米材料,也是有史以来被证实的最结实的材料, 它几乎是完全透明的，其强度可达130GPa，是钢的100多倍，其断裂强度达到了惊人的42NM-1；最新的研究表明，石墨烯具有 10 倍于商用硅片的高载流子迁移率(15000 cm2V-1s-1)，石墨烯的热导率可达5000W/ m•K，是室温下纯金刚石的 3倍。目前试验还证实了石墨烯中的电子和空穴成对现象(Electron-Hole Symmetry)，半整数量子霍尔效应(Half-integer Quantum Hall Effect)，室温量子霍尔效应(Room-Temperature Quantum Hall Effect)等多种独特的电子结构和性质。
石墨烯是目前已知的力学强度最高的材料，并有可能作为添加剂广泛应用于新型高强度复合材料之中。用来开发制造出纸片般薄的超轻型飞机材料、超坚韧的防弹衣和“太空电梯”用的超韧缆线，研究表明石墨烯增强聚乙烯醇复合材料，只需要添加0.7%（重量比）的石墨烯，就可以使复合材料的拉伸强度提高76％，同时其杨氏模量增加62％；另外，在功能化石墨烯增强的聚氨酯复合材料中，石墨烯含量为1％时，其复合材料的强度提高75％，模量提高120 ％。
1.1.1石墨烯的结构和性能
石墨烯的基本结构单元为有机材料中最定的苯吹冰元环,结构非常稳定，碳原子之间的链接也较为稳定。由SP2杂化的碳原子紧密排列的二文蜂窝状晶体结构，如一张吹冰边形网格构成的平面。并且可以变化成零文的富勒烯、一文的碳纳米管或者堆垛成三文的石墨，如图1。
图1 单层石墨烯及其衍生物示意图
1.2 石墨烯材料的主要性质
作为一种新型的结构材料，石墨烯具有很多优异的特性。尤其体现在光学性能，电学性能，力学性能和热学性能等方面。在电子器件、生物和化学传感器、储能器件及复合材料等领域同样有着广泛的应用前景。由于石墨的结构特殊，从而具有如下特殊性质：
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