石墨烯基无机纳米复合材料的合成及性能研究的任务书.docx

石墨烯基无机纳米复合材料的合成及性能研究的任务书
任务书
一、任务背景
近年来，石墨烯（Graphene）由于其独特的物理、化学性质和广泛的应用前景，成为材料科学领域的热点研究之一。同时，无机纳米材料也在领域中大放异彩。石墨烯基无机纳米复合材料具有独特的结构与性质，如高比表面积、高可达性和特殊的理化性质，因此吸引了越来越多的研究者的兴趣，也具有广泛的应用前景，比如生物医学、能源及环境等领域，但现有的方法对其制备与性能的研究存在着诸多限制。因此，本次研究旨在探讨一些新的方法以制备高性能的石墨烯基无机纳米复合材料，并研究它们的性能及其在各领域的应用。
二、研究目的
本次研究旨在通过基于石墨烯的无机纳米复合材料的制备与性能研究，实现以下几个目标：
1.综述石墨烯基无机纳米复合材料的制备方法及性能表现；
2.探讨新的方法，制备高性能的石墨烯基无机纳米复合材料；
3.通过表征分析手段研究其微观结构以及物理、化学性能，包括：光学、电学、机械性能等；
4.对石墨烯基无机纳米复合材料的性质与应用进行深入研究，以发现其在领域中的应用价值；
5.具体设计并试制一些物理、化学性能优秀、应用效果良好的纳米复合材料；
6.总结本次研究的成果，并给出未来研究的展望。
三、研究内容
1.石墨烯基无机纳米复合材料的制备方法研究：
（1）采用不同方法制备石墨烯基无机纳米复合材料，包括化学还原法、水热合成法、真空热蒸发法等。
（2）比较不同制备方法的优缺点，并通过表征分析手段验证复合材料的形态结构和成分。
2.石墨烯基无机纳米复合材料的性质研究：
（1）研究复合材料的光学、电学、机械性能，包括吸收、折射、拉伸、弯曲等性能。
（2）通过表征分析技术验证其性能表现。
3.石墨烯基无机纳米复合材料的应用研究：
（1）探索复合材料在生物医学、能源和环境等领域中的应用价值。
（2）设计并试制出一些物理、化学性能优秀、应用效果良好的复合材料。
四、研究方法
1.石墨烯基无机纳米复合材料的制备：
（1）化学还原法：以石墨烯氧化物为原料，采用还原剂还原为石墨烯，再与无机纳米材料进行复合得到石墨烯基无机纳米复合材料。
（2）水热合成法：以石墨烯氧化物和无机物为原料，在高温高压环境下进行反应，得到石墨烯基无机纳米复合材料。
（3）真空热蒸发法：将无机物通过真空热蒸发的方法沉积在石墨烯表面，形成石墨烯基无机纳米复合材料。
2.石墨烯基无机纳米复合材料的性质表征与分析：
（1）使用扫描电子显微镜（SEM）观察复合材料的表面结构和成分；
（2）采用原子力显微镜（AFM）确定其微观结构及表面形貌；
（3）使用拉曼光谱技术研究复合材料中石墨烯的结构和成分；
（4）使用紫外-可见吸收光谱（UV-vis）确定光学性质；
（5）使用压电测试仪研究其电学性质；
（6）使用万能材料试验机进行复合材料的拉伸和弯曲测试。
3.石墨烯基无机纳米复合材料的应用：
（1）在生物医学方面：研究复合材料在肿瘤治疗中的应用以及其在检测生化分子、残留物和肿瘤细胞等方面的作用；
（2）在能源方面：研究复合材料在太阳能电池、电子器件等方面的应用；
（3）在环境方面：研究复合材料在净水、净化空气等方面的应用。
四、预期成果
1.综述石墨烯基无机纳米复合材料的制备方法及性能表现，建立理论框架；
2.探讨新的制备方法，制备高性能的石墨烯基无机纳米复合材料；
3.对复合材料的性质进行深入研究，探究其基本物理、化学性质，并评估其应用价值；
4.设计、试制物理、化学性能优秀、应用效果良好的石墨烯基无机纳米复合材料；
5.进一步拓展其应用领域，为未来的研究提出展望。