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深 圳 大 学
本 科 毕 业 论 文(设计)
题目: 石墨插层材料的制备及性能研究
姓名:
专业: 材料科学与工程
学院: 材料学院
学号: 2007200070
指导教师:
职称: 副教授
2011年5月5日
目 录
TOC \o 1-3 \h \z \u 深圳大学本科毕业论文(设计)诚信声明2
摘要 5
【中文摘要】 5
第一章 前言 5
第一节 石墨插层化合物简介 5
第二节 石墨插层化合物的应用 5
一、高导电率材料5
二、电池材料6
三、密封材料6
四、催化剂6
五、储氢材料和同位素分离材料7
第三节 石墨插层化合物的超导性能7
第四节 石墨插层化合物的阶结构及标定方法 8
一、石墨插层化合的阶结构8
二、 X射线衍射标定方法8
第五节 石墨插层材料的制备 h 9
一、双室法 h 9
二、溶剂热法 9
三、熔融法 9
四、化学法10
五、电化学法10
第六节 本课题的研究思路10
第二章 实验方法 11
第一节 化学药品与试剂 11
一、 化学药品11
二、 实验仪器11
第二节 实验操作过程 13
一、高温加热法13
二、水热法14
三、双室法14
第三章 实验结果分析 15
第一节 水热法实验结果 15
第二节 高温法实验结果 h 16
第三节 双室法实验结果 19
第四章 实验总结与后续实验方法 21
第一节 实验结论21
第二节 后续试验改进22
参考文献: h 23
致谢 h 24
【Abstract】 h 24
石墨插层材料的制备及性能研究
【摘要】石墨插层化合物(GICs)是一种二维的纳米级多功能材料,它不但保留了石墨原有的性能,而且显示出石墨与插层物质均不具备的一些新的特性,尤其是某些插层化合物表现出来的超导性能。本文讨论了石墨层间化合物的研究进展及应用前景,综述了石墨层间化合物的制备方法和结构特点,并讨论了SCX插层材料的制备研究意义,重点概述了对于SCX插层材料制备的各种尝试,如高温法,水热法及双室法等。同时对样品的检测结果进行了分析,提出了进一步改善的方法以及后续实验方案。
【关键词】石墨插层;硫;超导性能;双室法
第一章 前言
第一节 石墨插层化合物简介
石墨是一种典型的二维层状无机高分子材料,其层与层之间仅依靠的范德华力结合,碳层之间的结合力弱,间距较大,导致多种化学物质(原子、分子、离子和离子团)可以插入层间空隙【1】,形成石墨插层化合物(Graphite Intercalation Compound, GICs)。
石墨插层化合物(GICs)是一种利用物理或化学的方法使非碳质反应物插入石墨层间,与碳素的六角网络平面结合的同时又保持了石墨层状结构的晶体化合物。石墨插层化合物不仅保留了石墨原有的理化性质,而且由于插入物质与碳层之间的相互作用而呈现出石墨与插层物质均不具备的一些新的特性【2】,如高电导性、同位素分离效应、催化效应、密封效应等,特别是某些石墨插层材料还出现了超导性能,因此受到物理学家、化学学家和材料学家的重视,随之各个国家都投入了大量的人力和物力进行研究。在1999年时,全世界就已成功合成出了400多种石墨层间化合物及其衍生物【3】,到十二年后的今天,石墨插层化合物的种类更为丰富,应用也更为广泛,它作为导电材料、电池材料、有机化学反应的试剂和催化剂及密封材料和储氢材料等都正在或者将会起到很大的作用【4】。
第二节 石墨插层化合物的应用
石墨层间化合物在保留了石墨优异的理化特性的同时,又因碳原子平面层与插入物质间的相互作用而出现了
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