石墨烯及纳米银石墨烯复合薄膜的制备及性能研究的任务书.docx

石墨烯及纳米银石墨烯复合薄膜的制备及性能研究的任务书
任务书
石墨烯及纳米银石墨烯复合薄膜的制备及性能研究
一、课题背景
石墨烯是一种由碳原子组成的薄层材料，是一种二维材料。它具有很好的机械性能、导电性能、热导性能和光学性能等特性。由于这些特性，石墨烯被广泛应用于电子学、能源存储、生物传感、光电子、催化等领域。
然而，石墨烯的应用受到一些限制。首先，石墨烯本身没有足够的化学反应性，难以与其他材料形成化学键。其次，石墨烯在实际应用中很难制备出大面积的样品。因此，目前的研究方向是石墨烯的复合材料。
纳米银是一种具有杀菌作用的材料，可以应用于医疗、食品安全等领域。石墨烯和纳米银复合后可以兼具二者的特性，使得石墨烯在医药和食品安全等领域的应用更加广泛。
二、研究目的
本研究的目的是制备石墨烯及纳米银石墨烯复合薄膜，并对其性能进行研究。具体研究内容如下：
1.采用化学还原法制备石墨烯。
2.采用化学还原法制备纳米银。
3.将石墨烯和纳米银进行复合，制备石墨烯及纳米银石墨烯复合薄膜。
4.对制备的样品进行表征，包括红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜等手段。
5.对样品的性能进行研究，包括导电性、热导性、机械性能、杀菌性等。
三、研究方法
1.石墨烯的制备
石墨烯的制备采用化学还原法。制备步骤如下：
（1）将石墨粉末与硫酸混合，加热至60℃，制备石墨烷烷氧化物。
（2）加入过氧化氢，使体系温度升高，加速氧化反应，形成石墨烯氧化物。
（3）将石墨烯氧化物经过还原反应，得到石墨烯。
2.纳米银的制备
纳米银的制备采用化学还原法。制备步骤如下：
（1）将银盐和还原剂混合，形成还原反应。
（2）加入表面活性剂，使得纳米银分散于水中。
3.石墨烯及纳米银石墨烯复合薄膜的制备
将石墨烯和纳米银进行混合，得到石墨烯及纳米银石墨烯复合材料。将复合材料沉积在基底上，制备石墨烯及纳米银石墨烯复合薄膜。
4.样品表征
对制备的样品进行表征，包括红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等手段。FTIR和XRD分析样品结构，SEM观察样品表面形貌。
5.性能测试
对样品进行导电性、热导性、机械性能、杀菌性等性能测试。导电性测试采用四探针法，热导性测试采用热电偶法或热膜法，机械性能测试采用纳米压痕仪，杀菌性测试采用细菌培养法。
四、研究计划
本研究计划周期为12个月，分为以下几个阶段：
第一阶段（1-2个月）：石墨烯的制备和纳米银的制备。
第二阶段（2-4个月）：石墨烯及纳米银石墨烯复合薄膜的制备。
第三阶段（4-8个月）：对制备的样品进行表征和性能测试。
第四阶段（8-10个月）：数据分析和论文撰写。
第五阶段（10-12个月）：对论文进行修改和完善。
五、参考文献
1.Mei,S.;Ma,T.;Zhang,Z.Large-AreaVerticallyAlignedGrapheneArrays:Synthesis,Characterization,andApplications.Chem.Rev.2015,115,12633-12665.
2.Tong,T.;He,Q.;Chen,G.;etal.Synthesisofmetalnanoparticles/graphenehybridswithenhancedcatalyticactivity.NanoToday2015,10,123-139.
3.Li,D.;Davoodi,P.;Yao,Y.;etal.Grapheneinsulationforhigh-powerelectronicdevices.Nature2018,555,231-235.
4.Liu,M.;Wu,J.;Zhao,J.;etal.Graphene-basedcoatingsforsuperhydrophobicandsuperoleophilicsurfaces.Chem.Soc.Rev.2015,44,8606-8643.
6.Zhang,Y.;Men,D.;Feng,Y.;Liang,H.SilverNanoparticlesinBiomedicalApplications.Nanomaterials2018,8,1-26.