激光法制備石墨烯的工藝與微結(jié)構(gòu)表征研究.pdf

1、石墨烯是由單層碳原子以六元環(huán)形式緊密堆積而成的二維片狀碳納米材料，具有理想的晶格結(jié)構(gòu)以及獨(dú)特的電學(xué)、力學(xué)、光學(xué)和熱學(xué)等性能。通過(guò)還原具有多種含氧基團(tuán)的氧化石墨烯來(lái)獲得工業(yè)級(jí)石墨烯越來(lái)越受到關(guān)注，目前還原氧化石墨烯的方法有很多，其中激光法因?yàn)槠錈o(wú)毒副作用、可控性高、操作簡(jiǎn)單和易于工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)已被廣泛使用。本論文主要討論了采用半導(dǎo)體激光器光波輻照還原氧化石墨烯制備石墨烯(LCG)的方法。
　　本文通過(guò)XRD、FT-IR、Raman

2、、TEM和SEM等表征分析了LCG的質(zhì)量與微觀結(jié)構(gòu)。采用不同激光功率密度、不同作用時(shí)間，制備還原程度不同的LCG并進(jìn)行表征分析，研究了激光對(duì)氧化石墨烯的還原過(guò)程和激光功率密度、作用時(shí)間對(duì)LCG的影響，得出最佳的工藝參數(shù)。實(shí)驗(yàn)中的前驅(qū)體氧化石墨烯是將Hummers法制備的氧化石墨進(jìn)行超聲剝離獲得，并用化學(xué)（水合肼）還原法制備的石墨烯(CCG)與LCG進(jìn)行對(duì)比研究。本文還對(duì)CCG進(jìn)行激光改性研究，初步分析了激光對(duì)CCG的純化與結(jié)構(gòu)優(yōu)化作用。

3、研究結(jié)果表明:
　　LCG相比于CCG制備時(shí)間更短、操作簡(jiǎn)單，過(guò)程中無(wú)需有毒化學(xué)試劑，更加環(huán)保。當(dāng)激光功率密度為125W/cm2時(shí)，輻射100ml氧化石墨烯溶液(1mg/ml)17min后可以制備得到較低I(D)/I(G)的LCG。
　　另外保持激光功率密度不變，在一定時(shí)間范圍內(nèi)，作用時(shí)間越長(zhǎng)，激光對(duì)氧化石墨烯的還原效果越好;而當(dāng)激光作用時(shí)間固定時(shí)，在一定功率密度范圍內(nèi)，功率密度越大，激光對(duì)氧化石墨烯的還原效果越好。當(dāng)使用合