化学化工文献信息检索实习报告.docx

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化学化工文献信息检索实习报告

文献检索实习报告书

姓名

000

学号

000

专业

000

一、课题基本情况

中文题名

石墨烯纳米材料的制备及性能研究

英文题目

StudyOnPreparationAndPropertiesOfGrapheneNanomarerials

中文关键词

石墨烯、纳米材料

英文关键词

Graphene、Nanomarerials

学科分类

有机化学

中图分类号

O62

课题研究的目的与意义：

目的：

近年来，石墨烯纳米材料由于其在电学，力学，热学等方面具有优异性能，已成为材料、化学、物理等众多领域研究的热点。

意义：

石墨烯作为一种新型碳纳米材料，由于其特殊的结构特性使其在电学、力学、热学、光学等方面具有优异的性能。

如量子霍尔效应、量子隧穿效应等。

此外，石墨烯可应用于许多先进材料和器件中。

石墨烯是单层石墨，材料易得，价格便宜，因此石墨烯有望代替碳纳米管成为聚合物基碳纳米复合材料的优质填料。

并且以石墨烯为基础的纳米复合材料和纳米结构的制备越来越多的被研究人员报道，并在许多方面表现出良好的实用性。

材料的结构与性质是其用途的决定性因素。

发展简便高效的合成技术，制备具有精细可控结构和功能化修饰的石墨烯基纳米材料，并深入探究材料的合成机理及其应用潜力对于石墨烯材料的研究具有重要的意义。

二、检索策略、检索工具

1.中文手检

工具

中文期刊

检索途径

主题途径

检索方法

顺查法

检索结果

题录

①120700576石墨烯层间纳米摩擦性质的第一原理研究/王建军（郑州大学物理工程学院450001）；王飞；原鹏飞等//物理学报（北京）—2012,61（10）.—106801—01—106801。

②120700575氮掺杂和空间对石墨烯纳米带热导率影响的分子动力学模拟/杨平（江苏大学机械工程学院，202013）；王晓亮；李培等//物理学报（北京）—2012,61（7）.—076501

③100600482石墨烯纳米压痕实验的分子动力学模拟/杨晓东（同济大学航空航天与力学学院，200092）；贺鹏飞；吴艾辉等//中国科学：

物理学，力学，天文学（北京）.—2010,40（3）.—353—360。

④140600471石墨烯的光化学修饰方法/周琳（北京大学纳米化学研究中心北京大学化学与分子工程学院，100871）；张黎明；廖磊等//化学学报（上海）.—2014,72（3）.—289—300

⑤150100514微波固相剥离制备石墨烯及其纳米流体稳性/冯明（广东工业大学材料与能源学院，510006）；张海燕；林锦等//材料科学与工程学报（杭州）.—2014,32（5）.—671—677,695。

⑥131200523B/N掺杂对于石墨烯纳米片电子运输的影响/邓晓清（长沙理工大学物理与电子科学学院，410114）；杨昌虎；张华林//物理学报（北京）.—2013,62（18），—186102—1—186102—8。

⑦130800518石墨烯的纳米摩擦与磨损性质/朱齐荣（上海交通大学分析测试中心，200240）；李慧琴，李宁等//物理化学学报（北京）—2013,29（7）.—1582—1578。

⑧130600480zigzag型边界石墨烯纳米带的电子状态/邓伟胤（华南理工大学物理系，510641）；朱瑞；邓文基//物理学报（北京）—2013,62（6）.—067301—1—067301—8。

⑨130600479含空缺陷石墨烯纳米条带的电学特性研究/魏晓琳（湘潭大学量子工程与微纳能源技术湖南省重点实验室，411105）；陈云平；王如志//物理学报（北京），—2013，62（5）.—057101—5。

⑩130600481石墨烯纳米带卷曲效应对其电子特性的影响/李骏（长沙理工大学物理与电子科学学院，410114）；张振华；王成志等//物理学报（北京）.—2013,62（5）.—056103—1—056103—8。

2.英文手检

工具

外文期刊

检索途径

主题途径

检索方法

顺查法

检索结果

题录

1.145:

218441dElectronicstatesofgraphemenanoribbonsstudiedwiththeDiracequation.Brey,l;Fertig.H.A.（InstitutodeChinadeMaterialesdeMadrid（CSIC）,cantoblanco,Madridspain28049）.physicalReviewB:

CondersedMatterandMaterialsphysics2006,73（23）,235411/1-235411/5（Eng）.AmericanPhysicalSociety.

2.145:

220166mLuminescencefrom-irradiatedgraphemelayers.Chruscinska,A;przegietka,K.R;Szroeder,P;Oczkowski,H.L;Rozploch,F.（Instituteofphysics,NicolausCopernicusUniversity,87-100Torun,pol.）Actaphysicapolonica,A2006,110

（1）,71-80（Eng）,polishAcaademyofsciences,Instituteofphysics.

3.145:

221841qCollectiveexcitationsofDiracelectronsinagraphemelayerwithspin-orbitinteraction.Wang,X.F;Chakraborty.Tapash

（1）epartmentofphysicsandAstronomy,TheUniversityofManitoba,Winnipeg,MBcan.R3T2N2）,LosAlamosNationalLaboratorypreprintArchive,CondensedMatter19May2006,1-4.arxiv;cond-mat/0605498（Eng）.LosAlamosNationalLaboratory.

4.145:

218499dSpin-orbitgapofgrapheme.YaoYugui;Ye,Fei;Qi,Xiao-Liang;Zhang,Shou-Cheng;Fang,Zhang（BeijingNationalLaboratoryforCondensedMatterphysics,Insitituteofphysics,ChineseAcademyofsciences,Beijing,peop,Rep.China100080）,LosAlamosNationalLaboratory,preprintArchive,CondensedMatter14Jun2006,1-3,arxiv.cond-mat10606350（Eng）,LosAlamosNationalLaboratory.

3.中文机检

工具

中国知网，万方数据

检索途径

主题途径、关键词

检索方法

直接法

检索结果

题录

1.氧化石墨烯纳米带／ＴＰＵ复合材料薄膜制备及性能表征/樊志敏，郑玉婴，曹宁宁，张延兵/（福州大学材料科学与工程学院）2015，，46（3）.—3105—3114。

2.石墨烯纳米片／环氧树脂复合材料的制备与介电性能研究/郭晓琴，余小霞，王永凯，任英华，梅俊伟，张　锐，/（郑州航空工业管理学院机电工程学院，河南郑州，郑州大学材料科学与工程学院）２０１３，44（18）.—2672—2675,。

3.石墨烯纳米片/CoS2复合材料的制备及其在超级电容器中的应用/李吉，魏彤，闫俊，龙从来，范壮军//（哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院，超轻材料和表面技术重点实验室，黑龙江哈尔滨）2014,65（7）.—2849—2854。

4.石墨烯纳米材料在样品前处理中的研究进展/李德亮，高霞，徐林芳，卢明华/（河南大学化学化工学院环境与分析科学研究所，河南开封，新乡医学院公共卫生学院，河南新乡）2014,44（3）.-277-285。

5.聚乳酸／石墨烯纳米复合材料的制备与性能研究进展/王刚，杨峰，蔺海兰，何飞雄，周强，卞军，鲁云/（西华大学材料科学与工程学院特种材料及制备技术重点实验室，成都）2014,42（5）.-119-124。

6.功能化氧化石墨烯纳米带／ＥＶＡ复合材料薄膜的制备及表征/郑玉婴/（福州大学材料科学与工程学院）2015,43

（2）.-96-102。

7.TiO2/石墨烯纳米复合材料制备及其光催化性能研究周建伟，王储备，禇亮亮，张明瑛，史磊/（新乡学院能源与燃料研究所，清华大学化学系，北京，新乡学院化学与化工学院）

2013,42（4）.-762-767。

8.石墨烯纳米复合材料的制备与应用研究进展/宋月丽，谈发堂，王　维，乔学亮，陈建国/（华中科技大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术国家重点实验室；平顶山学院电气信息工程学院）2012,29（9）.-6-10。

4.外文机检

工具

ACS、RSC、SpringerLink

检索途径

主题途径，关键词

检索方法

顺查法

检索结果

题录

1.First-Principles-InspiredDesignStrategiesforGraphene-BasedSupercapacitorElectrodes.BrandonC.Wood*,TadashiOgitsu,MinoruOtani,andJuergenBiener§,J.Phys.Chem.C,2014,118

（1）,pp4–15.

2.ToxicityofGrapheneandGrapheneOxideNanowallsAgainstBacteria.OmidAkhavanandElhamGhaderi,ACSNano,2010,4（10）,pp5731–5736.

3.Graphene-Thickness-DependentGraphene-EnhancedRamanScattering.XiLing,JuanxiaWu,LimingXie,andJinZhang

J.Phys.Chem.C,2013,117（5）,pp2369–2376.

4.Lithium-MediatedBenzeneAdsorptiononGrapheneandGrapheneNanoribbons.DanaKrepelandOdedHodJ.Phys.Chem.C,2013,117（38）,pp19477–19488.

5.RamanScatteringfromHigh-FrequencyPhononsinSupportedn-GrapheneLayerFilms.A.Gupta,G.Chen,P.Joshi,S.Tadigadapa,andP.C.Eklund,NanoLett.,2006,6（12）,pp2667–2673.

三、撰写文献综述报告（要求具备学术论文的完整格，1500-3000字）

StudyOnPreparationAndPropertiesOfGrapheneNanomarerials

石墨烯纳米材料的制备及其性能研究

作者：

000指导老师：

000

学院：

000专业：

000年级：

000学号：

000

摘要石墨烯是一种新型二维平面结构的碳纳米材料,它特殊的单原子层结构以及独特的电学、热学、光学和力学性能,使其迅速成为当前物理、化学和材料学等领域的研究前沿和研究热点。

综述了石墨烯的制备与其特定材料的性能研究并对石墨烯纳米材料的发展前景进行了展望。

关键词石墨烯，纳米材料，制备，性能

1引言

石墨烯（Ｇｒａｐｈｅｎｅ）是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的碳质材料，是构成其它碳同素异形体的基本单元。

石墨烯的理论研究已有６０多年的历史，一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在。

２００４年，Ｎｏｖｏｓｅｌｏｖ等用胶带反复剥离高定向热解石墨的方法，得到了稳定存在的石墨烯。

石墨烯是由碳原子以ｓｐ２杂化连接的单原子层构成的二维碳素材料，因其具有大表面体积比和高导电性，已成为材料、化学、物理等众多领域的研究热点。

2石墨烯的制备

获得稳定存在的石墨烯是研究石墨烯的一个重要战略步骤。

目前石墨烯的制备方法主要可分为四大类：

机械剥离法、化学气相沉积法（ＣＶＤ）、化学剥离法和化学合成法。

机械剥离法是最早使用的石墨烯制备方法，此法操作简单，但产量相对较

低，不适合大规模生产。

化学气相沉积法是一种制备大面积石墨烯的常用方法。

目前大多使用有机气体（如ＣＨ4、Ｃ２Ｈ４、Ｃ２Ｈ２等）、液体（如乙醇）或固态（如樟脑、蔗糖）作为前驱体提供碳源。

化学剥离法是当前可以宏观制备石墨烯的有效方法，在今后相当长的时间里仍将起着重要作用；但是，由于此法得到的石墨烯表面含有大量的环氧基、羧基、羰基和羟基等基团，所以其导电性很差；此外，化学剥离法用到的许多试剂都具有毒性和强腐蚀性，成本较高，且不利于环境保护；因此寻找无毒、价廉和强还原性的还原剂对于制备石墨烯有着积极的意义。

化学合成法是使用各种芳烃类来制备石墨烯，不仅拓宽了墨烯的制备途径，而且对研究石墨烯的化学形成过程和物理性质有着重要意义；但是，该法反应步骤多，反应时间长，脱氢效率不高，容易造成结构缺陷，金属催化剂会造成环境污染。

3石墨烯纳米材料的性能研究

石墨烯是一种仅有单原子层厚度的蜂窝状二维碳质新材料，具有优异的性能。

而新型石墨烯纳米材料具良好导电功能，光催化性,力学性，热学性等。

3.1光催化

近年来，关于石墨烯与半导体复合光催化剂的研究一直未曾间断［1-4］，其中，被研究最多的是石墨烯-TiO2纳米复合材料。

例如，Zhang等［5］发现，经电子束照射的TiO2纳米粒子/石墨烯复合材料对甲基橙的光降解效率较高。

他们经研究证实，在电子束照射后石墨烯表面的TiO2纳米粒子形貌更均匀，尺寸更小，有助于提高其光催化效率，同时石墨烯增强了对染料分子的吸附、延长了见光的吸收范围、提升了电荷分离与传输性质。

最近还有其他文章证实这种复合材料的确可以增强对有机物光催化降解活性［6-8］。

张晓艳等［9］还使用TiO2纳米粒子/石墨烯复合材料对在Na2S-Na2SO3混合稀溶液中的光催化制氢反应进行了研究，该材料的光催化活性比单独使用P25-TiO2纳米粒子高许多。

Fan等［10］使用这种复合材料，研究了含乙醇的水溶液光催化制氢反应，也得出同样结论。

然而，TiO2对石墨烯还具有一定程度的光降解作用，尤其是在紫外光照射下这种作用更加明显［11］，因此，有必要对这种材料的使用寿命进行更深入研究。

3.2力学性能

石墨烯被认为是目前世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，在PLA中添加石墨烯可以提高其力学性能。

I.H.Kim等[12]究了一系列不同EG含量PLA／EG纳米复合材料的力学性能。

结果表明，当EG质量分数为3%时，复合材料的拉伸弹模量与纯PLA相比有明显提高。

史成波等[13]以自制的石墨烯为填料，分别制备了纯PLA，PLA／原始石墨烯（p-EG）和PLA／s-EG纳米复合材料。

对比研究了PLA／p-EG和PLA／s-EG纳米复合材料的力学性能。

结果表明，与纯PLA相比，EG起到了成核剂的作用，增强效果显著。

特别是EG经过硅烷偶联剂处理以后，虽然拉伸强度没有提高，但是断裂伸长率和弹性模量得到了提高。

拉伸断面形貌分析表明，s-EG在PLA基体内的分散性比p-EG要好。

这是由于硅烷偶联剂在石墨烯和PLA的界面之间架起“分子桥”，增强了界面粘接强度。

CaoY等[14]研究了石墨烯质量分数为0.2%的PLA／石墨烯纳米复合材料的力学性能。

结果表明，与纯PLA相比，复合材料的拉伸强度提高了26%，拉伸弹性模量提高了18%。

LiW等[15]对比研究了PLA，PLA／GO和PLA／PLA-g-GO纳米复合材料的力学性能。

结果表明，材料的断裂强度和拉伸强度体现出PLA／PLAg-GO优于PLA／GO，而PLA／GO优于PLA体系。

与纯PLA相比，PLAPLA-g-GO的断裂强度和拉伸强度分别提高了114.3%和105.7%。

3.3　热学性能

PLA的结晶度低、结晶速度慢、耐热性不好等缺点是限制PLA在某些领域推广应用的主要因素。

将石墨烯加入到PLA中，会对PLA的结晶–熔融行为如熔点（Tm）、结晶温度（Tc）[16-18]和玻璃化转变温度（Tg）[19]产生影响。

这主要是因为石墨烯加入到聚合物中阻碍了聚合物链段的运动。

LiW等制备了PLA／GO和PLA／PLA-g-GO纳米复合材料，通过扫描电子显微镜（SEM）分析石墨烯在PLA基体中的分散性，并综合应用热失重（TG）分析和差示扫描量热（DSC）法分析了复合材料的热性能和结晶行为。

结果表明，添加少量的石墨烯能够显著提高PLA的热稳定性能。

4展望

石墨烯纳米材料是当前材料科学研究领域的前沿课题，其研究具有很高的科学价值。

石墨烯纳米材料已经引起了广泛的研究，性能良好的PLA／石墨烯纳米复合材料的制备以及性能研究是其应用的前提与基础。

此外，在复合材料中，石墨烯不仅是支撑各种半导体纳米材料的二维碳质载体，而且它本身也是不可或缺的功能性有效组分。

独特的平面结构、超高的电子迁移率和极大的比表面积使石墨烯具有优异的电学、力学、热学及磁学性能，因此，将它与半导体复合后，其优异性能将会得到进一步提高和调控，并扩展了各自材料的应用范围。

参考文献

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［9］张晓艳，李浩鹏，崔晓莉.TiO2/石墨烯复合材料的合成及光催化分解水产氢活性［J］.无机化学学报，2009，25（11）:

1903-1907.（ZhangXY，LiHP，CuiXL.PreparationandphotocatalyticactivityforhydrogenevolutionofTiO2/graphenesheetscomposite［J］.ChinJInorgChem，2009，25（11）:

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[12]　KimIH，etal.JournalofPolymerSciencePartB:

Polymer

Phy