石墨烯的制备及其与聚乙烯醇复合材料的研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

石墨烯是一种单原子厚度的二维碳纳米材料，由于其优异的电学﹑光学﹑热学﹑力学性能及较大的比表面积，成为各种高强度结构材料﹑催化剂﹑传感器和能源器件的理想材料。由于具备这些突出的性能，石墨烯被广泛用于复合材料中，起到增强改性基体材料的作用。

聚乙烯醇（pva）是一种无色﹑无毒﹑无腐蚀性的水溶性有机高分子粘结剂，具有强亲水性，优异的成膜性和成纤性，生物相容性好，力学性能优良，其生产和使用符合当今所提倡的环保概念。

石墨烯的发现及其与聚合物基复合材料的制备研究为功能化聚合物复合材料的研究打开了一个新的领域。早期的导电聚合物复合材料主要选用膨胀石墨(eg)、炭黑(cb)作为功能化填料，但是这类填料有着粒径较大、难以分散、渗滤阀值较高等缺点，得到的复合材料综合性能都不甚理想．碳纳米管(cnts)、碳纳米纤维(cnf)的出现及其在聚合物复合材料的应用使得这些问题得到改善，但同时也有着制备成本过高、难以产业化应用的门槛问题．石墨烯作为新发现的碳系材料的成员，综合了其它碳系填料的优点，具有导电渗滤阀值低，成本相对低廉，以及较容易分散等优点，为聚合物的改性提供了新的机会．

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

材料制备：采用氧化还原石墨烯法制备石墨烯；以聚乙烯醇为主体材料，通过原位生成复合法将石墨烯均匀分散在聚乙烯醇基体中，制备石墨烯/聚乙烯醇复合材料；采用溶液法将氧化石墨烯均匀分散在聚乙烯醇基体中，制备氧化石墨烯/聚乙烯醇复合材料；

材料表征：对石墨烯/聚乙烯醇复合材料进行结构表征和力学性能测试，通过xrd、tem、sem、拉曼、红外等表征手段对其形貌结构及元素构成进行分析；对氧化石墨烯/聚乙烯醇复合材料进行力学性能测试。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需原材料和实验仪器，熟悉实验操作。确定方案，完成开题报告。

第4－6周：根据研究方案，制备出石墨烯/聚乙烯醇复合薄膜材料。

第7－12周：研究合成制备工艺参数对石墨烯/聚乙烯醇复合薄膜性能的影响，测试表征复合材料结构与性能的关系。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]yangx,lil,shangs,etal.synthesisandcharacterizationoflayer-alignedpoly(vinylalcohol)/graphenenanocomposites[j].polymer,2010,51(15):3431-3435.

[2]zhaox,zhangq,chend,etal.enhancedmechanicalpropertiesofgraphene-basedpoly(vinylalcohol)composites[j].macromolecules,2010,43:2357-2363.

[3]marcanodc,kosynkindv,berlinjm,etal.improvedsynthesisofgrapheneoxide[j].acsnano,2010,4(8):4806-4814.