连续稳定分散状态下制备石墨烯

为了研究并消除石墨团聚对石墨烯产量的影响,在连续性稳定分散状态和非连续性稳定分散状态下采用机械剥离法制备了石墨烯溶液,通过zeta电位表征了制备过程中石墨的团聚情况,利用吸光度测试研究了石墨溶液的分散状态,并通过原子力显微镜表征了制备出的石墨烯结构。结果表明,石墨片层结构被剥离使石墨表面积被释放,导致石墨的团聚势能增加,剥离效果和石墨烯产率下降;连续性稳定分散状态克服了随剥离过程剧增的团聚势能,经4h机械剥离制备,上层清液石墨烯产量提高率达到21.9%;制备出的厚度为1~2nm的单层石墨烯结构完好且处于良好分散状态;该方法为大规模制备石墨烯提供理论和工程指导。     

电化学法制备石墨烯的研究进展EI北大核心CSCD

石墨烯优异的导电、导热、光学和力学性能,使其成为制造新一代电子、光电装置材料的理想选择。因此,高质量、规模化、低成本的石墨烯制备技术研究开发尤为重要。电化学剥离石墨制备石墨烯是一种很有前途的湿化学方法,具有可扩展性、溶液加工性和环境友好性等优点。本文综述了电化学法制备石墨烯技术的研究进展,阐述了电化学法制备石墨烯的机制,重点分析了石墨阳极氧化和阴极剥离过程涉及因素变化对石墨烯的剥离效率及产率、形貌、质量和缺陷程度的影响,简要介绍了电化学法制备功能化石墨烯材料及其应用,并指出电化学法制备石墨烯技术的未来发展方向是电解质体系设计、电解条件优化、剥离机理认识及电解池合理设计等。     

电化学法制备石墨烯的研究进展

石墨烯优异的导电、导热、光学和力学性能,使其成为制造新一代电子、光电装置材料的理想选择。因此,高质量、规模化、低成本的石墨烯制备技术研究开发尤为重要。电化学剥离石墨制备石墨烯是一种很有前途的湿化学方法,具有可扩展性、溶液加工性和环境友好性等优点。本文综述了电化学法制备石墨烯技术的研究进展,阐述了电化学法制备石墨烯的机制,重点分析了石墨阳极氧化和阴极剥离过程涉及因素变化对石墨烯的剥离效率及产率、形貌、质量和缺陷程度的影响,简要介绍了电化学法制备功能化石墨烯材料及其应用,并指出电化学法制备石墨烯技术的未来发展方向是电解质体系设计、电解条件优化、剥离机理认识及电解池合理设计等。     

微波辐照液相法合成石墨烯

以天然鳞片石墨为原料, 采用Hummers法先制备出石墨氧化物, 再采用微波辐照法在N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中合成出石墨烯. 微波辐照选择性地加热NMP溶剂, 同时石墨氧化物因其含氧官能团分解成CO、CO₂、H₂O气体而得以剥离和还原. 通过XRD、SEM、EDS、TEM、HRTEM、SAED、XPS和Raman测试手段对所合成的石墨烯进行了表征. 结果表明, 所合成的石墨烯尺寸为几微米, 呈透明绢丝状结构, 每个石墨烯片含有2~5层石墨层; 所合成的石墨烯可以均匀地分散在NMP溶剂中.     

石墨烯还原度对P25/石墨烯复合材料光催化活性的影响（英文）

采用高温热剥离和溶剂热过程分别还原氧化石墨和氧化石墨制备出石墨烯,进一步使用所合成的石墨烯与P25通过一步水热过程合成出石墨烯/P25复合材料。样品的光催化活性通过可见光下降解罗丹明B进行评测,其中P25和热剥离还原得到的石墨烯复合比P25和溶剂热还原的石墨烯复合显示出更优异的光催化活性,这是由于热剥离还原的石墨烯具有更高的还原度和更强的电子—空穴分离效率所致。进一步在不同温度下通过热剥离法制备了还原石墨烯,探讨的石墨烯/P25复合材料的光催化活性。较高的剥离温度有利于石墨烯还原程度的改善,导致光催化活性的提高。     

不同还原方法对氧化还原法制备的功能化石墨烯的影响

利用改进的Hummer法制备氧化石墨,然后分别采用化学还原法和热还原法将氧化石墨还原制得功能化石墨烯。采用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅立叶红外(FT-IR)和热重(TG)等表征手段对功能化石墨烯制备过程中的原料石墨、氧化石墨和石墨烯进行了表征。结果表明,化学还原法和热还原法都能还原氧化石墨制得功能化石墨烯,但还原程度不同。与化学还原法相比,热还原法制备的功能化石墨烯含有较少含氧基团,且工艺简单,耗时少,是一种高效制备大量功能化石墨烯的方法。     

微波辐照气相法合成氮掺杂石墨烯

以天然鳞片石墨为原料, 采用Staudenmaier法先制备出石墨氧化物, 再经饱和碳酸铵溶液浸渍后生成NH₄⁺插层石墨氧化物. 在微波照射下, NH₄⁺分解生成的NH₃与剥离的石墨烯氧化物反应原位合成出氮掺杂石墨烯. 通过SEM、TEM、EDS、XRD、XPS和Raman测试手段对氮掺杂石墨烯进行了表征. 结果表明, 所合成的氮掺杂石墨烯呈透明绢丝状结构, 每个石墨烯片含有2~5层石墨层; 氮元素含量为1.56wt%, 其中N元素是以pyridinc N、 pyrrolic N和graphitic N形式掺入石墨层网格中.     

液相剥离宏量制备石墨烯研究进展

石墨烯作为高导热、高导电、高比表面积的二维材料,在物理、化学等诸多领域具有重要的应用价值。目前高品质石墨烯低成本宏量制备,仍是阻碍下游产业化应用的瓶颈之一。液相剥离石墨制备石墨烯具有工艺简单、成本低、易于放大等特点,是当前规模化制备领域研究的热点。基于近年来液相剥离制备石墨烯的研究进展,综述了不同石墨烯前驱体和剥离方法对石墨烯品质、产率的影响,阐述了石墨烯宏量制备技术的发展动态。     

Al_2O_3/石墨烯复合粉体的制备与表征

以天然鳞片石墨和膨胀石墨为原料,以抗坏血酸为还原剂,首先采用改进的Hummers法合成石墨烯,再利用混合化学法和水热法制备出Al_2O_3/石墨烯复合粉体材料。通过X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪和扫描电镜等测试手段对产物进行表征,并研究了该复合粉体的吸波性能。结果表明:膨胀石墨所制氧化石墨烯的氧化程度要高于鳞片石墨所制氧化石墨烯的氧化程度。180℃下反应3h后制备的Al_2O_3/石墨烯复合材料,晶粒大小约30nm,复合程度高,后期吸波性能好。     

高速剪切辅助氧化还原法制备石墨烯

采用改进的Hummers法制备氧化石墨(GO),氧化石墨经高剪切分散乳化机高速剪切处理后进行超声波处理剥离得到氧化石墨烯,然后经水合肼还原得到石墨烯。利用激光粒度仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)、激光拉曼光谱仪(Raman)和四探针测试仪等对氧化石墨和石墨烯的形貌及结构进行表征。将高剪切处理制备的石墨烯和未经高剪切处理制备的石墨烯进行对比,结果表明,高速剪切作用对氧化石墨的减薄和剥离有明显促进作用,有利于氧化石墨的还原,提高了石墨烯的制备效率和质量。     

石墨烯的制备与表征研究

石墨烯材料是近两年的一个研究热点.简要回顾了石墨分离的历史,着重介绍了石墨烯的制备方法:GICs插层法、还原氧化石墨法、微机械剥离法和化学沉积法,分析了各种制备方法的特点以及所面临的问题,概述了石墨烯的不同表征方法以及应用,并展望了其未来发展前景.     

高温退火法制备氧化石墨烯

以天然鳞片石墨为原料,采用高温退火法一步制备氧化石墨,然后经水解、超声分散制备氧化石墨烯。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见光分光光度计(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等对制备的氧化石墨的氧化程度、结构及水洗和不同pH条件对氧化石墨结构的影响进行了分析。实验结果表明,高温退火法可以制备出优质的氧化石墨烯。水洗过程中氧化石墨烯的结构发生了变化而且弱碱性条件下氧化石墨的剥离效果更佳。     

研磨法制备石墨烯中的磨球直径

为了探究研磨法制备石墨烯的最佳磨球直径,依据搅拌球磨的原理及石墨烯剥离机理,计算得到磨球直径理论值,通过实验验证最佳磨球直径,并分析石墨烯制备工艺中磨球直径参数对研磨效果的影响。结果表明:在当前实验条件下,研磨法制备石墨烯的最佳磨球直径为100μm;研磨法剥离石墨烯的判定准则是,由磨球传递的石墨片颗粒动能的增加量大于石墨片层之间的结合能。     

有序石墨烯导电炭薄膜的制备

采用Hummers法合成氧化石墨,在水中超声分散获得氧化石墨烯水溶胶,通过微滤法使氧化石墨烯片定向流动组装,制得氧化石墨烯薄膜.再通过化学还原和热处理使所制氧化石墨烯薄膜脱氧重石墨化,保持其形貌时可控制其导电性,制得电导率为184.8S/cm的石墨烯导电炭膜.     

石墨烯/聚乳酸复合材料的制备与性能研究

目的制备具有优异阻隔性能及热稳定性的聚乳酸薄膜材料。方法在聚乳酸中添加石墨烯对其进行改性。首先采用改进的Hummers法将鳞片状石墨制备成氧化石墨烯,继而采用热剥离法将氧化石墨烯还原剥离为石墨烯,然后以聚乳酸为基材,还原后的石墨烯为增强相,采用流延法制备石墨烯/聚乳酸复合薄膜,并测试了其结构、热稳定性以及阻隔性能。结果红外分析表明,石墨被强氧化剂氧化后形成了以C—OH,—COOH,C—O—C和C=O等官能团形式存在的石墨层间化合物,还原后获得的石墨烯剥离充分;石墨烯/聚乳酸复合薄膜的热稳定性能和阻隔性能随石墨烯含量的增加而逐渐增强。结论在试验参数范围内,石墨烯/聚乳酸复合薄膜的热稳定性和阻隔性能优于聚乳酸薄膜。     

石墨烯的化学气相沉积法制备

化学气相沉积(CVD)法是近年来发展起来的制备石墨烯的新方法,具有产物质量高、生长面积大等优点,逐渐成为制备高质量石墨烯的主要方法.通过简要分析石墨烯的几种主要制备方法(胶带剥离法、化学剥离法、SiC外延生长法和CVD方法)的原理和特点,重点从结构控制、质量提高以及大面积生长等方面评述了CVD法制备石墨烯及其转移技术的研究进展,并展望了未来CVD法制备石墨烯的可能发展方向,如大面积单晶石墨烯、石墨烯带和石墨烯宏观体的制备与无损转移等.     

石墨烯/酚醛树脂复合材料的制备及电学性能研究

以石墨为原料,采用改进Hummers方法制备氧化石墨,在水中经超声分散得到氧化石墨烯分散液,经80%水合肼还原得到石墨烯。又以苯酚和甲醛为原料,草酸和盐酸作催化剂,制备热塑性酚醛树脂。得到的石墨烯与酚醛树脂由熔融共混法制备其复合材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、交流阻抗等分别对石墨烯以及石墨烯/酚醛树脂复合材料进行形貌和结构表征及电学性能测试。研究结果表明:采用改进Hummers方法制备的石墨烯有良好的片层状形貌,石墨烯均匀包覆着酚醛树脂,石墨烯/酚醛树脂复合材料有良好的导电性能。当石墨烯的添加量为2.0%时,复合材料的阻抗为140Ω,比未添加时阻抗减少25倍。     

低温剥离法制备高性能石墨烯/ZnO复合材料

采用氧化石墨和七水合硫酸锌作为初始反应物, 在低温下(80℃)合成了氧化石墨/ZnO, 然后通过低温剥离法制备了高质量石墨烯/ZnO (GNS/ZnO)复合材料. 采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、热重分析仪(TG)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(RS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等分析手段对石墨烯/ZnO样品进行了表征. 结果表明: 氧化石墨还原彻底, 纳米ZnO成功地负载到了石墨烯上, 有效地减少了石墨烯片层间的团聚现象. 通过对ZnO和石墨烯/ZnO荧光性能测试, 结果表明: 石墨烯/ZnO发生了荧光淬灭现象, 在光电子领域拥有广阔的应用前景.     

石墨烯纳米片的制备和表征

以鳞片石墨为原料,采用氧化插层和微波膨化制备膨胀石墨,对膨胀石墨进行二次酸化膨胀处理,利用超声剥离法制备石墨烯纳米片,并借助XRD、SEM、RAMAN和AFM等分析其微观结构和形貌。结果表明:微波膨化处理可快速高效得到膨胀石墨;通过对膨胀石墨超声剥离可破坏其原有网络结构并将石墨晶片剥离为大量的石墨薄片;对二次膨胀处理的膨胀石墨进行超声剥离可得到石墨烯纳米片,其中包含大量的3-5层石墨烯。     

石墨的纳米结构组装

本文在分析石墨微观结构和性能基础上, 综合分析了石墨加工改性方法, 提出了石墨纳米结构组装的概念, 介绍了几种石墨纳米结构组装的方法。通过结构组装, 引入纳米功能粒子, 制造活性功能空间, 合成新型石墨功能材料; 通过制备石墨层间化合物、碳石墨合金等方法引入纳米功能粒子组装碳石墨材料; 通过打开石墨层片, 制备二维层状材料制备纳米石墨烯片, 可以采用氧化活化等制造孔隙结构增加活性空间; 通过调节石墨晶体排布方向减少石墨材料的性能异向性, 提高性能均匀性; 通过石墨结构纳米组装设计, 设计新型石墨功能材料。纳米尺度的石墨加工和改性有可能推动石墨矿物资源的有效利用, 开发新型石墨储能材料和石墨烯片材料。