化学还原氧化石墨制备石墨烯实验条件探索研究

通过选取水合肼和硼氢化钠作为氧化石墨制备石墨烯的还原剂,进行还原效果的比较,筛选出硼氢化钠作为较适合还原剂来制备石墨烯,并对实验条件进行探索性研究。结果表明,随着还原剂用量的增大以及反应时间的延长,氧化石墨的特征峰逐渐消失,其含氧基团会被逐渐脱除,还原效果较好。     

氧化石墨烯的制备与表征

本文采用改良的Hummers法制备了氧化石墨,经过超声剥离得到单分散的氧化石墨烯,以硼氢化钠为还原剂还原为石墨烯。采用元素分析方法测定其氧化程度,X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等手段分析石墨烯的结构、表面官能团、热稳定性和表面微观形貌等。从红外分析结果上可看出,氧化石墨片层上存在大量的含氧官能团如羟基、羧基、羰基、环氧基等,这些极性官能团的存在使得氧化石墨具有很好的亲水性能。     

改进Hummers法化学合成石墨烯及其表征

以天然鳞片石墨为原料,首先采用改进的Hummers法合成氧化石墨前驱物,再将其用硼氢化钠还原制备得到石墨烯纳米材料,采用FTIR、XRD、TEM、SEM对氧化石墨和石墨烯进行了结构与形貌分析。结果表明,制备的氧化石墨的氧化程度较高,含有大量的含氧极性基团,如羟基、羧基、醚基等;石墨烯为二维纳米薄层片状结构,边缘有皱褶起伏。     

石墨烯的制备与表征

用改进的Hummers法制备氧化石墨,然后以无毒、绿色的柠檬酸钠为还原剂和稳定剂,通过化学还原的方法还原氧化石墨烯,制备得到石墨烯材料。通过红外光谱(FT-IR)、X-光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等对所得的石墨烯材料进行了表征。结果表明:柠檬酸钠还原了氧化石墨,制备的石墨烯悬浮液静置数星期后仍无明显的沉淀现象发生,能够稳定存在。     

镍包覆还原石墨烯复合材料的制备与性能研究

采用Hummers法将天然鳞片石墨氧化为氧化石墨,以水合肼为还原剂还原氧化石墨得到还原石墨烯,并对还原石墨烯化学镀镍,制备镍包覆的还原石墨烯复合材料。通过X-射线衍射分析、扫描电镜、X-射线能量分散、磁强计和双电测四探针测试仪对还原石墨烯、镍包覆还原石墨烯复合材料进行性能测试。结果表明,还原石墨烯经过碱性化学镀镍处理后,其表面包覆了非晶态的镍-磷合金,电阻率达到4.5064 mΩ·m,明显优于还原石墨烯的导电性;镍包覆的还原石墨烯的饱和磁化强度增大,矫顽力减小,剩磁均较小,适合做软磁材料。     

氧化-还原法制备石墨烯

石墨烯是2004年发现的二维新型碳材料,具有独特的物理性质和广阔的研究前景。作为石墨烯研究的基础,石墨烯的制备一直备受关注,研究进展迅速。简要分析制备石墨烯的四种主要方法(机械剥离、晶体外延生长、氧化还原、化学气相沉积)的原理和特点。重点从还原剂的选择、还原特点及还原效果评述氧化还原法制备石墨烯的研究进展,并对未来氧化-还原法制备石墨烯可能的发展方向进行展望。     

还原氧化石墨烯水溶胶与气溶胶的制备及其应用

以氧化石墨(GO)为原料、铜纳米粒子为还原剂,制备得到三维还原氧化石墨烯水溶胶H;通过冷冻干燥,得到相应的还原氧化石墨烯气溶胶A。以得到的H催化还原对硝基苯酚(4-NP),结果表明,H对4-NP还原有良好的催化性能。     

银-石墨烯复合材料的原位制备及性能研究

以鳞片石墨为原料,采用Hummers法制备氧化石墨.氧化石墨与硝酸银溶液混合超声处理,通过功能离子预吸附的方式,将银离子有效地分散在氧化石墨烯载体上.以水合肼为还原剂,同时还原氧化石墨和硝酸银溶液中的银离子,原位制备银-石墨烯复合材料.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对制得的银-石墨烯复合材料进行表征,并对复合材料的电化学性能进行分析.结果显示,制得银-石墨烯复合材料的比电容明显高于单纯的石墨烯材料,电化学性质优异,是理想的电化学电容器电极材料.     

不同还原剂对石墨烯形貌与热性能的影响

以石墨等为原料运用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),用含磷、硫、氮、乙烯基的化合物,与氧化石墨烯反应,还原氧化石墨烯,得到不同还原剂还原的石墨烯。并通过傅里叶红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)对其结构、热性能及形貌进行表征。结果表明:含不同元素还原剂如:氮(N)、磷(P)、硫(S)等还原剂对石墨烯热性能、形貌及元素组成有不同程度上的影响。使其较氧化石墨烯有更高的热力学稳定性以及表面性能。     

不同还原程度氧化石墨烯-水性聚氨酯共混膜的性能研究

采用超声得到氧化石墨烯分散液,利用柠檬酸钠、抗坏血酸、L-半胱氨酸及硼氢化钠4种还原剂对氧化石墨烯进行还原,并与水性聚氨酯共混改性,通过实验探究还原后氧化石墨烯/水性聚氨酯复合材料的力学性能、介电性能。结果表明,还原后共混膜的力学性能、介电性等较未还原共混膜都有不同程度的改善,对导电性影响尤为显著,最好的共混膜提高了近1 150倍,充分体现了石墨烯良好的导电性。