演讲题目:手风琴状石墨烯框架材料作为2D纳米反应器制备层状纳米复合材料和纳米片
内容摘要
1.通过向手风琴结构氧化石墨结构体的层间引入聚醚胺(PEA)分子链交联相邻氧化石墨片层并同步还原氧化石墨,成功构建了一类新的石墨烯框架材料——GOF 材料。通过小角 X-射线散射、 X-射线衍射、电子显微镜和热失重分析等表征手段对 GOF的组成与结构进行了详细表征。发现该 GOF 材料由平行排列的石墨烯片层和层间通过共价键链接两个相邻片层的大量 PEA 分子链构成,具有非常好的周期性和结构稳定性以及超大的层间距(最高可达 8.9 nm)。在此基础上,详细研究了PEA 浓度、 PEA 分子量、溶剂种类和溶剂含量四种因素对 GOF 层间距的影响,通过这些调控手段可以在非常宽范围内实现 GOF 层间距的精确可控调节。
2. GOF 层间大量 PEA 链的存在使得其具有非常好的亲水性、结构稳定性和均一可调的层间距,同时层间区域是非常理想的 2D 物理限域空间。基于这些特点,提出了一种以GOF为2D 纳米反应器,在其层间生长纳米粒子的高效、可控制备具有周期性层状结构 石墨烯/金属氧化物(GMON)的新策略。通过改变金属前驱体的种类和浓度可以精确调控层状复合材料的化学组成、结构和各组分相对含量。在此基础上,发展了一种普适的制备金属氧化物纳米片的新方法:移除 GMON 中的石墨烯并进一步剥离和分散得到金属氧化物纳米片。