環(huán)境友好制備石墨烯工藝及概念設(shè)計(jì)研究.pdf

1、石墨烯是由單層sp2雜化碳原子構(gòu)成的二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)材料。由于它具有極高的電子遷移率、極好的熱力學(xué)穩(wěn)定性和良好的柔韌性，因此在化學(xué)、物理、材料、電子等各個領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。越來越多的科研工作者致力于石墨烯的制備及其性能的開發(fā)。傳統(tǒng)的化學(xué)氧化還原法所采用的還原劑大多具有毒性且后續(xù)處理成本較高，所以尋找一種新的綠色還原劑來制備石墨烯是當(dāng)前亟待解決的問題?；趯ι鲜鰡栴}的考慮，本文的主要研究的內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　(1)本文通過

2、改進(jìn)傳統(tǒng)的Hummers法來制備氧化石墨，考察了預(yù)氧化、低溫反應(yīng)時間、氧化劑用量以及加水方式等工藝因素對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)和產(chǎn)物氧化程度的影響。通過電阻測定配合XRD的表征手段，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了成功的量化，探討了各因素在氧化石墨制備過程中的影響。結(jié)果表明:預(yù)氧化過程只是硫酸插層的過程，石墨并沒有被氧化。在一定范圍內(nèi)，低溫反應(yīng)時間越長，氧化劑用量越多，所制備的氧化石墨的氧化程度越高，而在不超過100℃下加水方式對氧化程度并沒有影響。氧化石墨的氧化程

3、度較好的工藝條件為:首先進(jìn)行預(yù)氧化，低溫反應(yīng)3小時，氧化劑的質(zhì)量是石墨的3.5倍，高溫階段采用連續(xù)性加水，溫度控制在100℃以內(nèi)。
　　(2)通過對綠色還原劑的篩選，決定采用維生素C對氧化石墨烯進(jìn)行還原，并研究了其還原氧化石墨烯的機(jī)理。研究結(jié)果表明:從氧化石墨烯到石墨烯的還原過程中顏色會發(fā)生明顯的變化。通過拉曼表征后發(fā)現(xiàn)，還原所得的石墨烯的D/G值（即拉曼光譜D峰與G峰強(qiáng)度之比）明顯高于氧化石墨烯的D/G值，說明氧化石墨烯中部分s