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还原氧化石墨烯芳纶纳米纤维复合膜的制备及其热传导性能研究
氧化石墨烯芳纶纳米纤维复合膜（ReducedGrapheneOxide/AramidNanofiberCompositeFilm，简称rGO/ANF复合膜）是一种新型的纳米材料，具有优异的热传导性能，广泛应用于热管理、电子器件、生物医学等领域。本文将详细介绍rGO/ANF复合膜的制备方法以及其热传导性能研究。
制备方法：
1.制备氧化石墨烯芳纶纳米纤维（ANF）：将芳纶纤维溶解于N,N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液中，然后在磁力搅拌下加入适量的N-甲基吡咯烷酮（NMP）溶液和氧化石墨烯（GO）溶液，继续搅拌至均匀混合。将混合溶液注入转速为1000rpm的旋转涂布器中，在玻璃基板上制备成薄膜。接下来，将薄膜在110℃下干燥2小时，然后在氮气氛中进行热处理，最后得到rGO/ANF复合膜。
2.降解氧化石墨烯（rGO）的还原：将制备好的rGO/ANF复合膜置于高温炉中，在氢气氛中加热至250℃，通过还原作用还原氧化石墨烯。
热传导性能研究：
1.热导率测试：使用热电偶法测试rGO/ANF复合膜的热导率。将待测样品的上表面与热电偶电极接触，下表面与散热器接触，并施加恒定的电流。通过测量上、下表面的温差和施加的电流，计算膜的热导率。
2.热稳定性研究：通过热重分析（TGA）测量rGO/ANF复合膜的热稳定性。在氮气氛中，将样品加热至800℃，记录样品质量随温度变化的曲线。通过分析质量损失的情况，评估复合膜的热稳定性。
3.热传导机理研究：通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察rGO/ANF复合膜的微观结构。通过分析复合膜中纳米纤维和氧化石墨烯的分布情况，了解其对热传导性能的影响。
结果分析：
1.制备出具有较高热导率的rGO/ANF复合膜。通过优化制备条件，可以控制纳米纤维和氧化石墨烯的分布，从而进一步提高复合膜的热导率。
2.rGO/ANF复合膜具有良好的热稳定性，可以在高温环境中长期稳定运行。
3.研究发现，rGO/ANF复合膜中纳米纤维和氧化石墨烯之间存在较好的界面结合，有效提高了热传导的路径。
结论：
本文通过制备氧化石墨烯芳纶纳米纤维复合膜，并研究其热传导性能，发现rGO/ANF复合膜具有较高的热导率和良好的热稳定性。该研究对于开发高性能的热传导材料有重要的理论意义和应用价值，为纳米材料在热管理领域的应用提供了一定的参考。