石墨烯透明導電薄膜的制備和表征.pdf

1、石墨烯作為單原子層厚度的二維新型材料，具有比表面積大、電子遷移率高、機械強度好、高透光率等一系列性質，因此它可能是取代氧化銦錫(ITO)作為電極的材料，同時，在儲能、半導體、光電子器件、能源材料等領域也體現(xiàn)出巨大應用前景。因此需要開發(fā)新穎和簡單的方法用于大規(guī)模制備具有高導電性和高透明度的石墨烯薄膜。本文采用Hummers法獲得氧化石墨烯(GO)，通過旋涂成膜得到GO薄膜;并使用SnCl2界面縮減還原方法獲得rGO薄膜，探究其還原效果以及

2、影響薄膜性能的各種因素;并進一步探究利用CNTs和GO的混合液制備透明導電薄膜。所得成果概括如下:
　　(1)通過SnCl2界面縮減方法可在不同尺寸和材質的基底制備石墨烯薄膜。探究了影響石墨烯薄膜性能的各種因素，確定最佳轉速是1000r/min;最佳還原劑濃度是1.5M;得到GO濃度為2mg/ml時，在550nm處，T=80％，Rs=10.5kΩ/sq的石墨烯薄膜。相比VC還原，XRD圖表明SnCl2還原方法對應rGO層間距更小，

3、還原性更強;Raman表征結果表明SnCl2還原的薄膜I2D/ID+G更大，還原效果更顯著;由FT-IR圖可知，這是由于SnCl2方式對GO中含氧官能團的還原更徹底;相同透光率下，SnCl2還原的薄膜方阻比VC還原平均減少約20kΩ/sq，這說明薄膜還原越徹底，薄膜二維晶格結構恢復越好，電子傳輸能力更強。
　　(2)對比一次還原(SnCl2)與二次還原(SnCl2+VC)，Raman圖譜表明，二次還原I2D/ID+G更大，因此二次

4、還原的還原性要強于一次還原;對應XRD衍射圖中二次還原特征峰位相對于一次還原發(fā)生右移，二次還原對應rGO的層間距更小，即二次還原的還原性強于一次還原;由FT-IR圖可知，這主要是因為二次還原能夠除去的含氧官能團的種類更多、更徹底。此外，二次還原薄膜相比一次還原方阻更小，其結果也證實二次還原的效果更顯著;相同透光率下，二次還原得到的薄膜方阻平均減小約3kΩ/sq。
　　(3)CNTs/石墨烯導電薄膜制備過程中，少量CTAB對CNTs