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摘 要

聚四氟乙烯（PTFE）膜由于其耐酸碱、耐高温、膜孔结构容易控制等优点，被广泛应用于化工、环保、军事等领域。但PTFE膜自身的强度不高、耐磨性差、耐蠕变性能差，导热能力差，限制了其更广领域的应用。石墨烯是一种新型二维片层纳米材料，与聚合物复合能够较好的增强聚合物的力学性能，热学性能及阻燃性。新型复合膜一直是膜科学研究的热点问题。本文主要对PTFE膜做了氧化锌沉积，物理亲水改性，多巴胺法改性等处理并尝试将这些方法处理后的膜与氧化石墨烯进行粘接，最后对膜进行表征与分析。研究结果：经过氧化锌沉积处理后的PTFE膜表面粘接的氧化石墨烯与其他方法相比分布较均匀；沉积氧化锌后的PTFE膜与石墨烯水热后，氧化石墨烯呈片状堆积在PTFE膜表面，且膜的亲水性得到了较大的改善。制成的石墨烯PTFE膜在液体分离，气体过滤截留方面有较好的应用前景。

关键词：石墨烯 聚四氟乙烯 表征

Preparation and characterization of graphene/PTFE membrane

ABSTRACT

Due to acid and alkali resistance, high temperature, the advantages of membrane pore structure is easy to control, polytetrafluoroethylene (PTFE) membrane is widely used in chemical industry, environmental protection, military and other fields. But the inferior strength of the PTFE membrane, poor wear resistance, creep resistance and heat conduction ability, limits it to apply in the more wide fields. Graphene is a kind of two-dimensional slice layer of nanometer materials, and polymer composite can better enhance the polymer mechanics performance, thermal properties and flame retardancy.New type of composite film has always been the hot spot of the membrane science research problems.This article mainly made zinc oxide deposition of PTFE membrane, physical hydrophilic modification of dopamine method modification after treatment and try to put these methods such as graphene for adhesive film and oxidation, the membranes were characterized and analyzed at last. Results: after dealing with the zinc oxide deposition of PTFE membrane surface bonding of graphene oxide distribution more uniform compared with other methods; After the deposition of zinc oxide of PTFE membrane and graphene after hot water, graphene oxide plate shaped accumulation in PTFE membrane surface, and membrane hydrophilic are improved greatly.PTFE membrane made of graphene has good application prospect in separating solid in the liquid, gas filtering intercept.

Keywords:graphene;PTFE;characterization

目 录

摘要 Ⅰ

ABSTRACT Ⅱ

第一章 文献综述 1

1.1石墨烯 1

1.1.1石墨烯概述 1

1.1.2石墨烯的制备方法 1

1.1.3氧化石墨(Grapheneoxide，GO)还原法制备石墨烯 2

1.2聚四氟乙烯膜 2

1.2.1聚四氟乙烯概述 2

1.2.2聚四氟乙烯的性能 3

1.2.3聚四氟乙烯的表面处理 3

1.2.4 PTFE微孔膜的应用进展 5

1.3本文的选题及研究内容 5

第二章 氧化石墨烯的制备及表征 6

2.1氧化石墨烯的制备 6

2.1.1试剂与原料 6

2.1.2实验方法 6

2.2表征结果与分析 7

2.2.1扫描电子显微镜（SEM）成像 7

2.2.2 X射线衍射（XRD） 8

2.2.3傅里叶红外光谱分析 9

第三章 PTFE膜的表面处理 10

3.1沉积氧化锌 10

3.1.1原子层沉积(ALD)简介 10

3.1.2实验设备及方法 10

3.2 PTFE膜的物理亲水改性 10

3.2.1实验思路 11

3.2.2实验材料与方法 11

3.3 多巴胺法改性 11

3.3.1作用机理 11

3.3.2实验方法 12

3.4表征结果与分析 12

3.4.1沉积氧化锌 12

3.4.2 PTFE膜的物理亲水改性 14

3.4.3多巴胺法改性 15

第四章 制备石墨烯/PTFE膜与表征 16

4.1 抽滤法 16

4.1.1实验方法 16

4.1.2表征结果与分析 16

4.2 水热法 17

4.2.1原子层沉积ZnO的PTFE膜水热 17

4.2.2 PTFE-Fe(OH)₃-AA复合膜水热 17

4.2.3 PTFE-多巴胺-氧化石墨烯-复合膜水热 17

4.2.4表征结果与分析 18

第五章 结论与展望 19

参考文献 21

致谢 23

第一章 文献综述

1.1石墨烯

1.1.1石墨烯概述

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