研究目的
开发一种无需超声处理的氧化石墨烯(LGO)大横向尺寸制备方法,并通过与聚酰亚胺原位分子焊接增强复合薄膜的热导率,用于热管理应用。
研究成果
无需超声处理的方法成功制备出平均尺寸为50微米×50微米的LGO,使薄膜具有优异的热导率。通过原位分子焊接与PI结合,热导率进一步提升至1053.975瓦/(米·开尔文),为石墨烯基热管理材料提供了一种极具前景的制备方法。未来研究可聚焦于工艺放大及探索其他聚合物体系。
研究不足
离心法制备LGO的效率较低,该研究在剥离工艺的可扩展性或优化方面可能存在局限性。潜在的优化方向包括提高LGO薄片的产率和均匀性。
1:实验设计与方法选择:
研究采用无超声直接剥离法制备氧化石墨烯(LGO),随后通过原位聚合法使聚酰亚胺(PI)焊接GO片层。方法包括化学剥离、蒸发诱导自组装、碳化及石墨化处理。
2:样本选择与数据来源:
以天然鳞片石墨(20目)为起始原料,制备的GO与改进Hummers法获得的小尺寸GO(SGO)进行对比。
3:实验设备与材料清单:
设备包含原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪(XPS)及激光闪射法分析仪(LFA)。材料包括购自国药集团化学试剂有限公司的均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4'-二氨基二苯醚(ODA)。
4:实验流程与操作步骤:
通过无超声预氧化处理及化学剥离法制备LGO;将GO/聚酰胺酸(PAA)溶液经蒸发诱导自组装制成复合薄膜,再经碳化与石墨化处理。
5:数据分析方法:
采用AFM、SEM、EDS、XRD、拉曼及XPS进行结构表征;利用LFA测量热导率;分析晶粒尺寸、层间距及热性能数据。
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获取完整内容-
Atomic Force Microscopy
Evaluating the structure and thickness of LGO sheets
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Scanning Electron Microscopy
Imaging the morphology and structure of LGO, SGO, and hybrid films
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Energy Dispersive Spectrometer
Elemental mapping to confirm intercalation of PAA into hybrid films
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X-ray Diffraction
Measuring interlayer spacing and crystallinity of films
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Raman Spectroscopy
Analyzing crystallite size and structural orientation via ID/IG ratio and R value
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X-ray Photoelectron Spectroscopy
Confirming covalent bonding in hybrid films
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Laser Flash Analysis
Measuring in-plane thermal conductivity of films
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