氧化石墨烯溶液還原法有什么特點(diǎn)？
氧化石墨烯溶液還原法有什么特點(diǎn)？
氧化石墨烯溶液還原法有什么特點(diǎn)？
石墨柱采用了一種天然大分子—明膠作為輔助剝離石墨的原料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,石墨在明膠溶液中有著很好的剝離效果,在優(yōu)化了剝離條件之后,制得的石墨烯的水分散液濃度最高可達(dá)0.6mg/ml。拉曼光譜、TEM與AFM表征證明了剝離得到的石墨烯片層尺寸較小,幾乎都在幾百納米至一、二微米之間。由于單寧酸能吸附在RGO表面阻止其團(tuán)聚,因此整個(gè)還原過(guò)程中無(wú)需加入其他穩(wěn)定劑,也因此RGO在多種溶劑中都具有很好的分散性及穩(wěn)定性。然而,目前中仍存在不足之處,實(shí)驗(yàn)中通常所采用的還原劑為水合肼等一類具有很強(qiáng)毒性的試劑,對(duì)于人體及自然環(huán)境都有著巨大的潛在危害,且反應(yīng)完畢后的廢液處理也成為了難題。拉伸測(cè)試表明,復(fù)合物膜的機(jī)械性能與純明膠膜相比得到了顯著的提升。針對(duì)這一問(wèn)題設(shè)計(jì)了兩種環(huán)境友好型的石墨烯制備方法。 第一種方法:仍基于氧化石墨烯溶液還原法,采用一種天然植物多酚-單寧酸代替水合肼作為還原劑成功地制備了還原氧化石墨烯(RGO)。
石墨粉通過(guò)紫外、紅外、X射線光電子能譜(XPS)、X射線衍射(XRD)等測(cè)試手段證明了單寧酸對(duì)于GO的還原作用,并利用原子力顯微鏡(AFM)、透射電鏡(TEM)等對(duì)制得的RGO的表面形貌進(jìn)行了表征。石墨烯(Graphene)是由單層碳原子以六圓環(huán)形式緊密堆積而成的二維片狀材料,具有理想的晶格結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)和熱學(xué)等性質(zhì),在納米電子器件、傳感器、儲(chǔ)能器件及復(fù)合材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。之后,利用單寧酸螯合金屬離子的特性,一步法制備了RGO-銀納米粒子復(fù)合物,單寧酸在過(guò)程中同時(shí)還原GO和銀離子,并且由于吸附和螯合作用使銀納米粒子固定在了RGO表面上。通過(guò)掃描電鏡(SEM)觀察復(fù)合物膜的拉伸斷面,發(fā)現(xiàn)石墨烯在聚合物基體中分散程度很高,這也是石墨烯對(duì)于明膠優(yōu)異的力學(xué)增強(qiáng)的決定因素之一。目前,石墨烯的制備方法主要包括:微機(jī)械剝離法、化學(xué)氣相沉積法、外延生長(zhǎng)法、氧化石墨烯溶液(Graphene Oxide,GO)還原法和有機(jī)合成法等等。第二種方法:基于液相直接剝離石墨的方法。這種方法得到的石墨烯與化學(xué)還原法得到的石墨烯相比結(jié)構(gòu)更完整、缺陷更少。其中,氧化石墨烯溶液還原法具有成本低、產(chǎn)率高以及可大批量生產(chǎn)等特點(diǎn),是目前研究領(lǐng)域最被廣泛應(yīng)用的方法。TEM與AFM的結(jié)果同時(shí)顯示了所得的石墨烯大多為幾層,只有少數(shù)為單層石墨烯。紫外和XRD測(cè)試都證明了銀納米粒子的生成,而通過(guò)TEM更直觀地觀察到了RGO表面的銀納米粒子。 之后,利用石墨烯在明膠溶液中的分散液直接澆注制得了明膠-石墨烯的復(fù)合物膜。
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