氧化還原法制備石墨烯的研究.pdf

1、石墨烯是一種只有單原子層厚度的石墨薄片,有非常多的特性。它的薄是一大特性,但是雖然薄,可是卻非常的堅固,在力學性能方面非常好。除此之外,還有著很好的導電性能。這些優(yōu)良的性能使得石墨烯材料在很多領域都有著很大的潛在應用價值。但最大的問題還是不能大批量生產(chǎn)和應用,還處在實驗室的研究階段。目前,石墨烯有很多種制備方法,但很多制備石墨烯的方法都不夠完善,所得到的石墨烯存在著不同程度的缺陷。采用何種有效的方法才能制備出更加完善的石墨烯來,這對石墨

2、烯將來在基礎理論研究方面有著很重要的意義,同時也對其將來廣泛的應用有著深遠的影響。
　　通過閱讀文獻,決定采用氧化還原法來制備石墨烯,并選擇了水合肼和氫氣作為還原過程中的還原劑,其中水合肼作為對比實驗。以高純石墨粉為原料,首先采用Hummers法制得了氧化石墨,再使用水合肼和氫氣作為還原劑還原氧化石墨獲得石墨烯。通過對其制備的石墨烯采用了掃描電子顯微鏡表征分析、X射線衍射分析、紅外吸收光譜分析和拉曼光譜分析等四種分析手段。通過 S

3、EM觀察到采用氫氣還原得到的石墨烯的層數(shù)比用水合肼還原得到的石墨烯的層數(shù)少。通過XRD分析,知道了采用氫氣還原得到的石墨烯的層數(shù)比用水合肼還原得到的石墨烯的層數(shù)少,這與SEM的觀察結果相符;并且還知道了采用氫氣還原制得的石墨烯還原情況更好,含氧官能團去除的更加徹底,在缺陷、無序性、結晶等方面都比用水合肼還原制得的石墨烯好。通過對其紅外吸收光譜分析后,得到了氫氣還原的石墨烯的含氧官能團更少,還原的更徹底,這與XRD的分析結果一致。通過對其

4、拉曼圖譜分析后,用軟件測出其坐標,記下,算出氫氣還原的石墨烯的ID/IG比值為0.87,而水合肼還原的石墨烯的ID/IG比值為1.50,說明采用氫氣還原制得的石墨烯還原情況更好,含氧官能團去除的更加徹底,在缺陷、無序性、結晶等方面均比用水合肼還原制得的石墨烯好,這與XRD分析與紅外光譜分析的結果相一致。所以單從還原效果來看,氫氣比水合肼更適合作為氧化還原法制備石墨烯的過程中的還原劑的。其次,在安全角度方面,水合肼對人體是有毒的,是危害人