文 献 综 述

摘要：

喷雾干燥是一种已被工业界广泛接受的干燥工艺，其特点是可以把初始状态为含固的液体通过特殊设计的雾化器雾化后再与干燥介质接触。在短时间内完成蒸发干燥而获得干燥的产品。喷雾干燥可以归纳为4个组成部分, 即料液的输送和雾化，干燥介质的加热，干燥介质和雾滴的接触干燥, 以及干燥产品从气体介质中的分离:因此, 喷雾干燥的研究也从干燥介质、雾化、气液接触干燥、产品分离和产品的性质控制等方面展开。

氧化石墨烯是石墨烯的一种重要的衍生物，将氧化石墨烯还原是大规模合成石墨烯最有希望的方法；同时氧化石墨烯本身有很多用途，如与其它材料复合以提高材料的性能。但是结构决定性质，若要实现氧化石墨烯的广泛应用，制备大层片结构完整的氧化石墨烯是很有必要的。氧化石墨烯的结构与氧化工艺因素有很大的关系，因此探索氧化石墨烯在制备过程中的氧化剥离机理，制备氧化程度适中的氧化石墨，使其能够完全剥离为单片层氧化石墨烯基础上尽可能少地破坏层片的碳骨架结构，这对于实现氧化石墨烯的应用价值是很重要的。氧化石墨烯目前最广泛的应用是与高分子材料复合，从而提高复合材料的性能。许多高分子化合物是在有机溶剂中制得的，但除了几种有机溶剂外，氧化石墨烯在大多数有机溶剂中的分散性并不好甚至不溶，为了将石墨烯均勻分散在高分子化合物中，提高其在有机溶剂中的分散性非常重要。所以将有机物接枝在石墨烯上，有望提高其在有机溶剂中的分散性。

关键字：喷雾干燥；石墨烯

1. 喷雾干燥的研究意义

喷雾干燥是将原料液用雾化器分散成雾滴, 并用热空气(或其它气体) 与雾滴直接接触的方式而获得粉粒状产品的一种干燥过程。原料液可以是溶液、乳浊液或悬浮液, 也可以是熔融液或膏状物。干燥产品可以根据需要, 制成粉状、颗粒状、空心球状或团粒状。喷雾干燥技术已有一百多年的发展史。自1865 年喷雾干燥最早用于蛋品处理以来, 这种由液态经雾化和干燥在极短时间直接变为固体粉末的过程, 已经取得了长足的进步。它使许多有价值但不易保存的物料得以大大延长保质期, 使一些物料便于包装、使用和运输, 同时也简化了一些物料的加工工艺。自20 世纪初欧洲用喷雾干燥技术开发出脱脂牛乳干燥以来, 现在已经广泛运用于食

品、化工、医药、环保等领域。随着现代技术的发展,一些与原材料颗粒大小密切相关的高新尖端技术行业,如精细陶瓷、生物、化学工业、微电子工业、润滑剂、添加剂工业等,对高性能新型功能材料的需求日益增长,对其原料要求也越来越严格,从而促进了功能粉体材料制造技术的迅速发展。

2. 氧化石墨烯的制备与表征

通过对各种方法制备的氧化石墨烯化学结构和官能团数量的变化，探索了氧化石墨烯制备过程中的氧化机理，在此基础上对提出的化学结构模型进行了修正。结果发现，改进方法不仅可以缩短氧化时间、降低氧化温度，而且制得的氧化石墨烯热稳定性更高，在900℃时的碳残余量在60%以上，结构也更加完整。并对氧化石墨烯制备过程中层间距的变化进行了测试和分子动力学模拟，经分析发现，当氧化进行到一定程度时，氧化石墨的层间距不再变化。还对不同工艺制备的氧化石墨进行超声剥离，通过对层片厚度和尺寸的分析研究剥离机理，并探索超声的时间和功率对氧化石墨烯的层片大小和尺寸分布的影响。结果表明，改进方法制备的氧化石墨具有较高的剥离率，并能够完全剥离为单片层的氧化石墨烯，而且层片尺寸较大，超声会使层片尺寸减小，尺寸分布先变窄之后变宽。釆用丙烯腈共聚单体衣康酸对氧化石墨烯进行改性。