不同还原方法对氧化还原法制备的功能化石墨烯的影响

利用改进的Hummer法制备氧化石墨,然后分别采用化学还原法和热还原法将氧化石墨还原制得功能化石墨烯。采用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅立叶红外(FT-IR)和热重(TG)等表征手段对功能化石墨烯制备过程中的原料石墨、氧化石墨和石墨烯进行了表征。结果表明,化学还原法和热还原法都能还原氧化石墨制得功能化石墨烯,但还原程度不同。与化学还原法相比,热还原法制备的功能化石墨烯含有较少含氧基团,且工艺简单,耗时少,是一种高效制备大量功能化石墨烯的方法。

功能化石墨烯片的表面性能调控

以氧化石墨为前驱体,采用真空辅助热膨胀法在低温下即获得功能化石墨烯片。将所得石墨烯在不同温度下热处理,制备了表面化学结构不同的石墨烯片,并用透射电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱等方法对样品进行分析表征。结果表明,还原氧化石墨烯片中含氧官能团的种类和数量均随热还原温度的升高而减小。

热剥离法制备功能型石墨烯的研究进展

氧化石墨热剥离法制备石墨烯,将还原过程由传统的液固相变为气固相,这样减少了影响还原的因素,简化了工艺。在避免使用相对昂贵的液体还原剂的同时,解决了液固还原难以避免的因自重构造成的石墨烯再团聚问题。该法制备的石墨烯层数少,并为规模化和可控地制备石墨烯提供了有利条件。综合近年来研究成果,对该法涉及的剥离机理,以及氧化和热剥离还原两部分的各种影响因素进行分析和讨论,并结合该方法所存在的不足对未来研究进行了展望。

热还原制备的石墨烯材料的电容性能

用改进的Hummers法,通过热还原快速制备石墨烯电极材料.用XRD、FT-IR、SEM和比表面积测试分析样品的物相组成和微观形貌;用恒流充放电、循环伏安和电化学阻抗谱（EIS）技术研究样品的双电层电容性能.样品具有纳米片层结构,以200 mA/g和300 mA/g的电流在0.1～2.7V充放电,放电比电容分别为124.56 F/g和103.54 F/g;以5～100 mV/s的扫描速率进行循环伏安测试,石墨烯电极表现出良好的双电层电容性能.

热膨胀石墨烯的制备及其表征

以氧化石墨烯为前躯体,利用热膨胀法制备出热膨胀石墨烯(RGO),并通过红外光谱、X射线光电子能谱技术、X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜、透射电镜和比表面积(BET)对其进行表征。结果表明:所制备的热膨胀石墨烯为无定型碳结构,存在少量含氧官能团,缺陷较多,表面形貌类薄纱状,并伴随着褶皱和层叠,为多层结构,层数大约为10层,层间距约为0.4nm,比表面积为223cm^(2)/g,孔径分布以介孔为主。

利用鳞片石墨热还原法制备石墨烯

以天然鳞片石墨为原料,采用改进的Hummers法制备氧化石墨,再经热处理还原获得石墨烯。研究了热处理温度和碳酸氢铵的加入对氧化石墨还原的影响。结果表明:随着热处理温度从400℃升高到800℃,石墨烯的层间距由0.369 nm降低到0.335 nm,D峰与G峰强度比(ID/IG)值降低至0.89。在400℃添加碳酸氢铵后,石墨烯的层间距由0.369 nm降低为0.353nm,ID/IG值由0.96增大到1.06。