论文部分内容阅读
在碳材料中,石墨烯具有特殊的单层二维蜂窝状结构,由于特殊的分子结构,使得石墨烯具有优异的化学和物理性质,例如:超高的比表面积(2630m2/g),导电性能(电导率106S/m),机械性能(杨氏模量有1TPa)等,在高科技领域中展现了巨大的潜力。但是由于石墨烯片层之间存在范德华力,促使分子层之间易发生团聚,不利于石墨烯的分散,导致电阻率升高和片层厚度增加,无法大规模高质量的制备石墨烯。本研究致力于制备单层石墨烯,利用氧化还原法,制备具有单层高质量的石墨烯;并且系统的考察了氧化剂和还原剂对制备石墨烯性能的影响,也深入探讨了石墨烯与改性石墨烯制备的实验条件;另外,通过对石墨烯改性的研究,发现改性石墨烯可以在水溶液中稳定分散。在制备氧化石墨烯和石墨烯的方法中。通过改性Hummers法制备氧化石墨烯,深入讨论了由搅拌速度,高锰酸钾用量和低温反应时间的变化对制备氧化石墨烯的影响。在还原氧化石墨烯的过程中,讨论了还原剂和反应时间对实验的影响。并且对氧化石墨烯和石墨烯做了红外光谱,拉曼光谱,投射电子显微镜,原子力显微镜和热重进行了表征并且测试氧化石墨烯的分散性和石墨烯的导电性。研究氧化石墨烯,硅烷偶联剂KH-560和葡萄糖反应制备改性石墨烯。通过红外光谱,拉曼光谱,透射电子显微镜和原子力显微镜对改性石墨烯进行表征。同时测试改性石墨烯的分散性与导电性。研究结果表明:氧化石墨烯的片层被打开,而且表面接枝了大量的含氧基团,并且其在水溶液中的分散性较好。由葡萄糖还原制备的石墨烯表面的含氧基团基本被去除而且具有较小的电阻率,电阻值为32.6·m。改性石墨烯在水溶液中具有较好的分散性,其片层呈现出不同尺寸,厚度在1.46nm,约为3-4层。电阻率为48.7·m,略高于石墨烯的电阻率,但是改性后的石墨烯在水溶液中具有较好的分散性。