单层边缘功能化石墨烯的制备和表征

为探讨石墨烯的氧化过程,以浓硫酸、高锰酸钾和双氧水作为氧化剂,通过部分边缘氧化剥离石墨得到了单层边缘氧化石墨烯(SLMGO),用定量硼氢化钠还原得到了单层边缘功能化石墨烯(SLMFG).使用FT-IR、SEM、TEM、XRD和XPS等手段表征了SLMGO和SLMFG结构和形貌.结果表明:边缘功能化的单层石墨烯较深度氧化的多层石墨烯,能更好地保持层状平面结构.基于好的共轭程度,边缘功能化的石墨烯光电性能将更好.     

氧化石墨烯制备及其结构表征

本文以不同类型的石墨为原料,采用密闭氧化法制备了氧化石墨,并通过超声剥离得到氧化石墨烯,利用氨肼还原法将氧化石墨烯还原得到石墨烯。讨论了不同类型石墨原料对所制备氧化石墨烯微观形貌的影响,并且利用高分辨率扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对所制备的氧化石墨烯和石墨烯进行了结构表征,结果表明,在以不同类型石墨为原料所制备的氧化石墨烯中,50目天然鳞片制备的氧化石墨烯的微观形貌最好,呈波浪褶皱状。     

大粒径氧化石墨及石墨烯的制备与表征

以0.10、0.15、0.18、0.30 mm 4种不同粒径的石墨为原料,采用密闭氧化、氨-水合胼还原法,经过2个控温阶段制备了10~20 μm大粒径氧化石墨(GO)与石墨烯,并通过正交实验、单因素实验优化了制备条件. 测定了GO与石墨烯的傅里叶红外光谱、拉曼光谱及热稳定性.用扫描电镜、X线衍射光谱、原子力显微镜测试了产品的结构与石墨烯片层厚度. 实验结果表明:石墨粒径越小,片层剥离程度越高, GO的产率、热稳定性也均有提高. 石墨烯在800 ℃下残炭率高于80%,剥离层厚度约为1 nm. 本实验研究为制备大粒径GO与石墨烯提供了一种可行的实验方法.     

膨胀石墨氧化制备石墨烯

在氧化还原法制备石墨烯的工艺中,氧化石墨的制备尤为重要。以大鳞片石墨制备的膨胀石墨为原料,采用改进的Hummers法制备氧化程度高、可剥离度高的氧化石墨稀,研究中温氧化时间、氧化剂用量及高温反应对氧化石墨烯结构、形貌及氧化程度的影响,对样品进行扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征。结果表明:硫酸与膨胀石墨用量比为75 mL∶1 g,高锰酸钾与石墨用量比为4 g∶1 g,35℃水浴反应24 h,制备得到氧化程度高的大片氧化石墨烯。该方法工艺简单、反应温度低,无须进行高温反应,可以解决大鳞片石墨制备氧化石墨烯难度大,氧化效率低的问题。     

石墨烯的制备及应用研究

系统地阐述了石墨烯的制备方法,包括机械剥离法、化学气相沉积法、氧化石墨还原法和电弧放电法等,概括介绍了石墨烯近年来的应用领域、未来的发展方向和应用前景。     

石墨烯的制备方法及表征研究

石墨烯是一种新型二维碳纳米材料,具有许多独特的理化性质。本文重点综述了目前石墨烯制备的主要方法,分析了各种制备方法的特点,对石墨烯表征手段进行了概述,并展望了其发展前景。     

石墨烯的制备、表征研究进展

石墨烯由于独特的单原子层二维结构及优异的性能,引起了众多学者研究兴趣,在材料、电子、化学、能源、生物医药等众多领域具有广阔的应用前景.通过查阅大量相关文献,总结了石墨烯的各种制备方法及其优缺点,概述了石墨烯的表征方法,展望了石墨烯巨大的应用空间,展示了石墨烯的研究方向,为后续研究石墨烯的工作提供了可借鉴的思路.     

石墨电化学氧化制备纳米粒子及其表征

利用电化学氧化，在氨介质中将石墨氧化剥离。通过光子相关光谱（PCS）、透射电镜（TEM）、选区电子衍射（SAD）、粉末X射线衍射（XRD）、傅立叶红外转换光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）等分析表征，表明电解过程中石墨被剥离成50nm左右的颗粒，这些纳米颗粒以无定型的多层和单层结构并存。层片上含有石墨氧化后产生的含氧官能团，赋予其良好的亲水性并可稳定地分散于水介质中。     

本科教学实验氧化石墨烯的制备及其表征

氧化石墨烯是目前科研中热点最高的材料之一。基于Hummers法制备氧化石墨烯,可以进行水浴加热、离心、温度控制、超声、电极修饰以及电化学表征—循环伏安法等操作,同时可以扩展学生科研视野,激发学生科研探索热情。为了使实验内容适合本科教学实验,对制备方法进行了改进,将整个实验的温度控制在100℃以下,通过冰浴和水浴控制温度,使反应条件相对温和,提高了产量,确保了教学实验的成功率。     

氧化石墨烯/PMMA复合材料的制备与表征

以石墨粉为原料,根据改进的Hummers氧化法制得氧化石墨烯,利用氧化石墨烯表面富集的羧基与乙二醇和酰氯化的4,4′-偶氮(4-氰基戊酸)的反应,进一步得到氧化石墨烯表面负载的4,4′-偶氮(4-氰基戊酸),以此为引发剂,通过自由基聚合制备了氧化石墨烯-聚甲基丙烯酸甲酯(oxidized graphene-g-PMMA)杂化材料.采用红外(FT-IR)、透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)对产物的结构和形貌进行了表征,并研究了频率依赖下的样品的电学性能.结果表明,PMMA已在氧化石墨烯表面接枝,石墨烯-聚甲基丙烯酸甲酯杂化材料的导电率及介电常数较氧化石墨烯分别降低了0.098S.cm-1和34 000.     

外电场中单层氧化石墨烯的透射特性与成像

基于对氧化石墨烯光电材料的广泛研究,改善并操控单层氧化石墨烯的光学特性.本文研究了外电场作用下单层氧化石墨烯的透射强度和成像的变化,透射成像反映了单层氧化石墨烯光学特性的各向异性,透射及荧光强度的变化反映了电场作用下单层氧化石墨烯光学特性可逆的操控性.利用氧化石墨烯中极性含氧官能团在电场作用下的极化效应,改变由sp3碳形成的电子局域态密度分布,从而改变单层氧化石墨烯的光学特性,并表现出电场对含氧官能团的方向性极化效果.     

海绵状氧化石墨烯/聚乙二醇单甲醚相变材料的制备及性能

以海绵状氧化石墨烯(spongy graphene oxide,SG)为载体材料,聚乙二醇单甲醚(methoxy polyethylene glycol,MPEG)为相变物质,通过物理浸渍法制备了定形相变材料。采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、差示扫描量热法、热失重和热台等方法对定形相变材料的结构、相变性能、热稳定性和定形能力进行表征和分析。结果表明,当SG质量分数为8%时,样品焓值最大且定形效果最好,结晶温度和熔融温度分别为18.7和30.7℃,焓值达到140.3 J/g,当温度达到250℃时,无任何泄漏发生,且热稳定性良好。该定形相变材料有望在聚丙烯相变纤维中实现应用。     

碳纤维骨架石墨烯导电导热薄膜的制备及表征

在对碳纤维进行除浆和预氧化的基础上,将其与中间相沥青甲苯溶液混合,通过抽滤法制备碳纤维薄膜骨架,二次抽滤氧化石墨烯填充到碳骨架之间,经热处理后制得具有三维网络结构的自支撑G-CF-MP复合薄膜.探索和分析了不同碳化和石墨化温度对薄膜材料形貌、导电性以及导热性能的影响.通过结构表征发现,碳纤维之间相互搭建构成高机械性能的碳骨架,碳纤维表面以及纤维之间的空隙被石墨烯均匀地包覆和填充,中间相沥青在达到软化点后呈现出流动性和黏性,充分润湿碳纤维与石墨烯之间的间隙,3种碳材料协同作用,从而获得了高机械强度以及高导电性的G-CF-MP复合薄膜材料.导电性测试发现,石墨化处理可以有效提高材料的导电性,G-CF-MP复合薄膜在经过900℃碳化后的方阻为2.853Ω/sq,经过石墨化处理后的方阻降低为0.229Ω/sq.经过导热性能测试,G-CF-MP(900℃)的热导率为475.2 W/(m·K),G-CF-MP(2 300℃)的热导率为532.8 W/(m·K).     

氧化石墨烯功能化磁性空心球的制备及载药性能

以纳米碳球和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为双模板合成了具有介孔核-壳结构的纳米复合材料;并通过刻蚀法,制备了磁性介孔纳米空心球(HMNPs);在交联剂1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基硫代琥珀酰亚胺(NHS)的作用下,制备了氧化石墨烯(GO)功能化的磁性介孔纳米空心球(HMNPs-GO)。利用红外光谱(FT-IR)、X-射线粉末衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)等方法进行了表征。通过研究HMNPs-GO对藤黄酸(GA)的吸附等温线,得出HMNPs-GO对GA的吸附主要为两者之间的π-π堆积,且属于Freundlich吸附。同时,基于Bhaskar模型和准一级、准二级动力学模型,分别探讨了HMNPs-GO中GA药物分子的扩散机理和缓释动力学,得出GA在HMNPs-GO中的缓释具有pH依赖性,且在不同pH下的缓释更适合于准二级动力学模型。     

氧化石墨烯-铁基复合材料的制备及热稳定性能研究

采用改进的hummers法制备氧化石墨,通过超声震荡剥离成单层的氧化石墨烯.以制备的氧化石墨烯作为原料,水热法合成四氧化三铁/氧化石墨烯复合材料.利用SEM,XRD,Raman对此复合材料物相结构及形貌进行表征,并对样品进行热重-差热分析,获得较优的热稳定性能,从而更好地应用于阻燃领域.     

可膨胀石墨的化学氧化法制备及其表征

采用Ｈ２Ｏ２化学氧化法制备可膨胀石墨，并成功地应用于百公斤级石墨原料量的批量生产．工艺简单方便，必要时，可通过后处理增强体系夹层反应能力，提高产物可膨胀体积容量．还讨论了产物的Ｘ－射线衍射和热分析表征、夹层反应中氧化剂的作用和选择．     

交联氧化石墨烯/海藻酸钙共混膜的制备与性能表征

用环氧氯丙烷成功地制备出氧化石墨烯/海藻酸钙(环氧氯丙烷交联)共混膜。并通过红外光谱(FT-IR)、力学性能测试、膨胀性能测试和导电性测试对共混膜的结构和性能进行了表征与测试。结果表明,环氧氯丙烷与共混膜中的羟基发生了交联反应,环氧氯丙烷的交联作用提高了共混膜的抗张强度和膨胀性能,再经硼氢化钠还原后显著地提高了共混膜的导电性能。     

还原氧化石墨烯/Co_3O_4复合物的制备

为改善Co3O4的电化学性能,以180μm鳞片石墨为原料制备膨胀石墨,再以改进Hummers法制备氧化石墨烯,然后以水热沉淀法制备还原氧化石墨烯/CoCO3前驱体,最后煅烧生成还原氧化石墨烯/Co3O4复合物(RGO/Co3O4)。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪对所得产物进行分析表征。结果表明,得到的RGO/Co3O4复合物与纯相Co3O4相比呈现纺锤体颗粒状,粒径较小且均匀分布,基本无团聚。该研究通过引入还原氧化石墨烯得到了具有较好形貌结构的RGO/Co3O4复合物。     

聚苯胺/氧化石墨烯导电复合材料的制备

通过原位聚合非二次掺杂制备了高导电性聚苯胺/氧化石墨烯复合材料.采用盐酸为掺杂酸,研究了聚苯胺/氧化石墨烯的微观形貌;探讨了盐酸浓度及氧化石墨烯（GO）用量对反应过程和复合材料导电性的影响.结果表明：聚苯胺（PANI）以球状物的形式均匀地包覆在GO表面;盐酸浓度超过0.5 mol·L-1,反应诱导期明显缩短,复合材料的导电性显著提高.在聚合体系中加入GO可延长聚合反应诱导期,但随着GO用量的增加反应诱导期缩短.当盐酸浓度为0.5 mol·L-1,GO与苯胺单体质量比超过2％时,制备的PANI/GO复合材料中GO形成导电通路,电导率较纯PANI提高一个数量级,达到1.4S·cm-1.