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| 薄紙狀氧化石墨和石墨烯的制備與表征 |
| 來(lái)源：中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2013-12-09 21:01:39 瀏覽次數(shù)： |
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2004年，Geim等采用機(jī)械剝離法制備了以sp2雜化連接的碳原子層構(gòu)成的新型二維原子晶體－石墨烯。石墨烯的基本結(jié)構(gòu)單元是苯六元環(huán)，其理論厚度僅為0.34nm。因此，石墨烯具有許多優(yōu)良的物理化學(xué)性質(zhì)，如強(qiáng)度是鋼的100多倍，可達(dá)130GPa，載流子遷移率達(dá)15000cm2/(V·s)，熱導(dǎo)率可達(dá)5000W/(m·K)。另外，石墨烯還具有室溫量子霍爾效應(yīng)及室溫鐵磁性等特殊性質(zhì)。
目前，石墨烯的制備方法主要有微機(jī)械剝離法，化學(xué)氣相沉積法，化學(xué)氧化還原法，晶體外延生長(zhǎng)法和溶劑熱法幾大類(lèi)。其中，微機(jī)械剝離法可以制備微米尺寸大小的石墨烯，但可控性較低，難于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。晶體外延生長(zhǎng)法由于SiC晶體的表面容易發(fā)生重構(gòu)，以致難以獲得大面積、厚度均一的石墨烯?；瘜W(xué)氣相沉積法（CVD）以金屬單晶或金屬薄膜為襯底，能生長(zhǎng)出薄層石墨烯片層，但石墨烯純度不高，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。溶劑熱法則因高溫高壓等苛刻條件，且產(chǎn)物導(dǎo)電率低等缺點(diǎn)，不具備大規(guī)模生產(chǎn)的可能?；瘜W(xué)氧化還原法是通過(guò)Hummers法制備氧化石墨，再通過(guò)超聲剝離和還原過(guò)程制備石墨烯。由于該法生產(chǎn)周期短，合成產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的關(guān)注和研究。
武漢理工大學(xué)李賞等采用改性 Hummers法成功地制備了薄紙狀氧化石墨片層，并以水合肼為還原劑將制備的薄紙狀氧化石墨片層還原為石墨烯納米材料。通過(guò)傅里葉變換紅外光譜、拉曼光譜、X-射線(xiàn)衍射、掃描電鏡、透射電鏡和原子力顯微鏡等方法對(duì)合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：石墨烯的厚度為0.36nm，層數(shù)為3。另外，對(duì)改性Hummers法制備薄紙狀氧化石墨的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了初步探討，并分析了石墨氧化過(guò)程中各個(gè)反應(yīng)階段發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。
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