氧化還原法制備石墨烯的研究.pdf

1、石墨烯是一種只有單原子層厚度的石墨薄片,有非常多的特性。它的薄是一大特性,但是雖然薄,可是卻非常的堅(jiān)固,在力學(xué)性能方面非常好。除此之外,還有著很好的導(dǎo)電性能。這些優(yōu)良的性能使得石墨烯材料在很多領(lǐng)域都有著很大的潛在應(yīng)用價(jià)值。但最大的問(wèn)題還是不能大批量生產(chǎn)和應(yīng)用,還處在實(shí)驗(yàn)室的研究階段。目前,石墨烯有很多種制備方法,但很多制備石墨烯的方法都不夠完善,所得到的石墨烯存在著不同程度的缺陷。采用何種有效的方法才能制備出更加完善的石墨烯來(lái),這對(duì)石墨

2、烯將來(lái)在基礎(chǔ)理論研究方面有著很重要的意義,同時(shí)也對(duì)其將來(lái)廣泛的應(yīng)用有著深遠(yuǎn)的影響。
　　通過(guò)閱讀文獻(xiàn),決定采用氧化還原法來(lái)制備石墨烯,并選擇了水合肼和氫氣作為還原過(guò)程中的還原劑,其中水合肼作為對(duì)比實(shí)驗(yàn)。以高純石墨粉為原料,首先采用Hummers法制得了氧化石墨,再使用水合肼和氫氣作為還原劑還原氧化石墨獲得石墨烯。通過(guò)對(duì)其制備的石墨烯采用了掃描電子顯微鏡表征分析、X射線衍射分析、紅外吸收光譜分析和拉曼光譜分析等四種分析手段。通過(guò) S

3、EM觀察到采用氫氣還原得到的石墨烯的層數(shù)比用水合肼還原得到的石墨烯的層數(shù)少。通過(guò)XRD分析,知道了采用氫氣還原得到的石墨烯的層數(shù)比用水合肼還原得到的石墨烯的層數(shù)少,這與SEM的觀察結(jié)果相符;并且還知道了采用氫氣還原制得的石墨烯還原情況更好,含氧官能團(tuán)去除的更加徹底,在缺陷、無(wú)序性、結(jié)晶等方面都比用水合肼還原制得的石墨烯好。通過(guò)對(duì)其紅外吸收光譜分析后,得到了氫氣還原的石墨烯的含氧官能團(tuán)更少,還原的更徹底,這與XRD的分析結(jié)果一致。通過(guò)對(duì)其

4、拉曼圖譜分析后,用軟件測(cè)出其坐標(biāo),記下,算出氫氣還原的石墨烯的ID/IG比值為0.87,而水合肼還原的石墨烯的ID/IG比值為1.50,說(shuō)明采用氫氣還原制得的石墨烯還原情況更好,含氧官能團(tuán)去除的更加徹底,在缺陷、無(wú)序性、結(jié)晶等方面均比用水合肼還原制得的石墨烯好,這與XRD分析與紅外光譜分析的結(jié)果相一致。所以單從還原效果來(lái)看,氫氣比水合肼更適合作為氧化還原法制備石墨烯的過(guò)程中的還原劑的。其次,在安全角度方面,水合肼對(duì)人體是有毒的,是危害人