氧化石墨及石墨烯復(fù)合材料的制備及表征.pdf

1、石墨烯具備獨(dú)特的載流子特性和優(yōu)異的光電學(xué)質(zhì)量,是目前已知的導(dǎo)電性能最出色的材料,還是已知最薄,最為堅(jiān)硬的材料,石墨烯及其復(fù)合材料受到了各國(guó)學(xué)者的關(guān)注。制備石墨烯的方法很多,氧化-還原法由于成本較低,適合大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)成為制備石墨烯最具有發(fā)展前途的方法之一。
　　 本文采用超聲輔助Hummers法制備層間距較大,氧化程度較高的氧化石墨烯,然后把氧化石墨烯還原成石墨烯,最后用石墨烯與VO2(B)進(jìn)行復(fù)合,制備以VO2(B)／石墨烯

2、為正極材料的鋰離子電池。采用X射線(xiàn)衍射儀(XRD)研究了氧化石墨的層間距和氧化程度以及石墨烯的還原程度；采用紅外光譜測(cè)試儀(FT-IR)測(cè)定氧化石墨和石墨烯所含的官能團(tuán)；采用拉曼光譜儀(Raman)判斷所得氧化石墨的和石墨的無(wú)序程度,石墨烯的層數(shù)；采用原子力顯微鏡(AFM)觀察氧化石墨烯和石墨烯的表面形貌以及片層的厚度；采用電化學(xué)工作站測(cè)試以VO2(B)／石墨烯為正極材料的鋰離子電池的電學(xué)性能。采用低溫和中溫超聲輔助Hummers法制備

3、氧化石墨烯。本法首先在Hummers法的低溫、中溫反應(yīng)階段加入超聲振蕩,然后在高溫反應(yīng)開(kāi)始時(shí),采用了把含有濃硫酸的混合液緩慢滴入低溫去離子水中再加熱的方式,最后通過(guò)低速離心得到氧化石墨。探索了在低溫反應(yīng)階段,高錳酸鉀的作用以及添加的時(shí)間,超聲添加的時(shí)間對(duì)產(chǎn)物的影響:高溫反應(yīng)階段,水加入酸液與酸液加入水對(duì)產(chǎn)物的影響；超聲功率對(duì)產(chǎn)物層間距的影響等。與預(yù)氧化后再進(jìn)行Hummers法制備氧化石墨相比,使用超聲輔助Hummers法制備氧化石墨烯既

4、方便快捷,又能有效地提高氧化石墨的層間距,利于剝離,獲得單片層的氧化石墨。用還原劑對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行還原。把超聲輔助Hummers法制備的氧化石墨烯用表面活性劑先進(jìn)行分散,水浴加熱并用水合肼進(jìn)行還原,產(chǎn)物XRD圖表明層數(shù)極少,拉曼和AFM測(cè)試表明所得還原產(chǎn)物的層數(shù)為2層,紅外分析表明其中的含氧官能團(tuán)減少,但是水合肼還原氧化石墨并分別嘗試微波加熱和超聲振蕩,獲得的石墨烯為多層；氫碘酸還原氧化石墨烯,所得產(chǎn)物還原效果較理想,但是層數(shù)較多；而用