可流動(dòng)石墨烯的制備及其特性研究.pdf

1、石墨烯和納米粒子類流體在2004年、2005年相繼被成功地制備，至今相關(guān)的研究層出不窮。本文在查閱了大量關(guān)于石墨烯的制備及改性、納米粒子類流體制備等文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，通過混酸氧化法和Hummers氧化法兩種不同的方法制備氧化石墨烯，通過比較選擇了更有為效的Hummers氧化法；并通過硅烷偶聯(lián)技術(shù)將三硅羥基丙磺酸(SIT)接枝在氧化石墨烯表面，經(jīng)氫氧化鈉中和后制備了石墨烯有機(jī)離子鹽；最后采用壬基酚聚氧乙烯醚季銨鹽(NPEQ)與石墨烯有機(jī)離子鹽

2、進(jìn)行離子交換，制備了一種新型的具有可流動(dòng)性質(zhì)的石墨烯。
　　 研究發(fā)現(xiàn)混酸氧化法和Hummers氧化法均可以改善石墨在水中的分散性。分別采用X射線衍射(XRD)、原子力顯微鏡(AFM)對(duì)混酸氧化后的石墨進(jìn)行了分析，XRD證明混酸氧化并沒有改變石墨的晶體結(jié)構(gòu)，AFM中也無法觀察到薄片狀的石墨烯；對(duì)Hummers法氧化后的石墨進(jìn)行了紅外光譜(FTIR)、拉曼光譜(Raman)、AFM、透射電鏡(TEM)、XRD、掃描電鏡(SEM)分

3、析。發(fā)現(xiàn)Hummers氧化法可以改變石墨的晶形結(jié)構(gòu)，AFM中可以觀察到厚度為1nm左右的片狀石墨烯，與原始石墨的SEM圖片比較，可清楚觀察石墨被剝離后的變化。
　　 將SIT接枝到Hummers法制備的氧化石墨烯表面，經(jīng)NaOH中和制備了石墨烯有機(jī)離子鹽，并通過FTIR、TG、AFM、TEM、紫外可見吸收光譜(UV-vis)等測試手段進(jìn)行了分析表征。結(jié)果表明：SIT通過共價(jià)健的方式結(jié)合到氧化石墨烯表面，UV-vis證明了強(qiáng)堿性的

4、NaOH可部分還原氧化石墨烯，由此導(dǎo)致NaOH中和的SIT接枝的氧化石墨烯有機(jī)含量下降；AFM中觀察到SIT接枝后的氧化石墨烯較氧化石墨烯厚，達(dá)3.265nm。這是因?yàn)橄噜徥娱gSIT上的Si-OH與氧化石墨烯上的-OH發(fā)生脫水縮合反應(yīng)致使石墨烯交聯(lián)。
　　 將石墨烯有機(jī)離子鹽與NPEQ進(jìn)行離子交換成功地制備了在室溫?zé)o溶劑條件下可流動(dòng)的石墨烯。并通過FTIR、熱重分析(TG)、差式掃描量熱(低溫DSC)、TEM等手段對(duì)其進(jìn)行