石墨烯-羥基磷灰石復合材料的制備、表征與力學性能的研究.pdf

1、石墨烯（Graphene or Reduced-Graphene Oxide，RGO），由單層碳原子堆積而成的二維蜂窩狀結構碳基材料，由于其優(yōu)異的力學，電學，光學，熱學等性能，在電子、生物、復合材料領域有著潛在的應用前景。RGO在細胞及動物體內實驗中均表現出良好的生物相容性，這使得其在生物學上的運用成為可能，而現階段關于RGO應用在骨組織修復工程中的報道較少，同時報道多為羥基磷灰石(Hydroxyapatite，HA)與石墨烯構成的復合

2、材料，且現存文獻報道中RGO/HA復合材料也存在著復合材料中HA結晶度低、RGO團聚以及RGO/HA制備過程中有毒還原劑使用等問題。
　　針對上述問題，本論文主要研究了含RGO的HA復合材料的制備方法，以及理化性能表征，特別是針對現存RGO/HA復合材料制備方法中存在的有毒還原劑使用、HA結晶度低以及RGO片層團聚等問題做了相應改進:
　　首先采用改進的Hummers法制備了親水性良好、分散均勻的氧化石墨烯(Graphene

3、 Oxide，GO)水溶液，對其做一系列表征表明，由于GO表面帶有大量含氧官能團，且碳氧比較低，數值為2.1，在水溶液中呈負電性，故使其能在水溶液中不易團聚、分散均勻。采用水熱法對GO進行還原，亦得到分散均勻的RGO水溶液，結果表明:由于RGO上尚殘留一些含氧官能團，且以羧基為主，使得RGO親水性增加。
　　采用水熱法為基礎制備了RGO/HA復合粉末，深入研究水熱反應過程中RGO與HA形成機理及氨水、尿素、氫氧化鈉三種pH調節(jié)劑對

4、RGO/HA復合粉末的影響，結果表明:三種不同pH調節(jié)劑調節(jié)下均能生成RGO/HA復合粉末，且復合粉末中HA的結晶度高，但也存在著HA擇優(yōu)取向、復合材料形貌差異大的現象。同時GO的加入使得HA抗壓力學強度得到大幅度提高，當添加3wt％的GO時，復合材料的抗壓強度及彈性模量較空白HA分別提高了298％及204％。
　　采用水熱法為基礎制備了RGO/HA自組裝復合水凝膠，并通過對比水凝膠不同反應時間得到的產物分析其形成機理。同時本文通