三維多孔石墨烯的制備及其表征.pdf

1、作為碳系材料中的重要成員，石墨烯，具有單層碳原子緊密堆積而成的二維蜂窩狀晶體結(jié)構(gòu)，獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)使其具有較大的比表面積、優(yōu)異的導(dǎo)電性和良好的機(jī)械性能。但二維結(jié)構(gòu)的存在使得石墨烯的層層之間具有較強(qiáng)的范德華力，二維石墨烯團(tuán)聚堆積的缺陷阻礙了其在諸多應(yīng)用方面的拓展，如電極材料、傳感材料等方面。因此，將二維石墨烯組裝成為三維多孔結(jié)構(gòu)可以很好地解決其在應(yīng)用上的問題。
　　本論文以天然石墨粉的氧化還原及三維多孔結(jié)構(gòu)的構(gòu)建為主要研究?jī)?nèi)容，分別采

2、用水熱交聯(lián)法和模板法構(gòu)建了三維多孔石墨烯。并通過(guò)X射線衍射（XRD）、掃描電鏡（SEM）、紅外光譜（FT-IR）、熱重（TG）及BET氮吸附等分析方法對(duì)材料進(jìn)行了表征。
　　以改進(jìn)的Hummers法為基礎(chǔ)，通過(guò)控制中溫和高溫反應(yīng)時(shí)間，分別制備出氧化石墨烯粉體GO1和GO2。高溫反應(yīng)制得的氧化石墨烯粉體（GO2）結(jié)晶度較高、剝離效果好、褶皺明顯。
　　利用水熱、水合肼和葡萄糖還原法分別對(duì)GO2樣品進(jìn)行還原處理，制備出三組還原氧

3、化石墨烯rGO水熱、rGO水合肼和rGO葡萄糖。水熱處理溫度為180℃，保溫12 h；水合肼還原溫度95℃，保溫12 h；葡萄糖還原溫度95℃，保溫12 h。三種還原方法制得的rGO含氧官能團(tuán)基本被消除，片層表面出現(xiàn)了金屬光澤，熱穩(wěn)定性均有明顯的提高，其中以葡萄糖還原效果最佳。
　　以GO2為前驅(qū)體，采用水熱交聯(lián)法和模板法構(gòu)建三維多孔石墨烯3D rGO水熱和3D rGO-CaCO3。水熱交聯(lián)法處理溫度為180℃，保溫24 h；模板