氧化石墨烯的制备与表征.docx

摘要：氧化石墨烯（GO）是石墨烯的衍生物，具有二维层状结构，在结构表面和边缘含有丰富的含氧官能团，层与层之间通过各种含氧官能团以弱的氢键结合。如今大量制备石墨烯（一种由一层碳原子构成的新型二维碳纳米材料，其光电性能优于其它半导体，有着广阔的应用前景）的有效途径便是还原氧化石墨，所以氧化石墨烯的质量决定着石墨烯的性质好坏。此外，由于氧化石墨具有亲水性和亲油性、具有比较大的层间距和比表面积和较强的离子置换能力，使得其本身具有良好的插层复合能力，以氧化石墨作为插层的前驱体制备出的各种插层纳米复合材料可以表现出很优越的性能，因此氧化石墨烯广阔的应用前景使得制备氧化石墨烯成为人们研究热点。本论文首先将介绍石墨烯及氧化石墨烯的结构、性质和应用前景进行了详细介绍，并采用改进的Hummers法制备了两批次的氧化石墨，并对这两批次的氧化石墨以及制备所需要的前驱体石墨进行XRD、XPS、FTIR表征。其结果表明：前驱体石墨进行氧化后有更大的层间距，层与层的整齐度制备后明显降低，但是氧化后得到的氧化石墨烯并没有破坏石墨的六元环结构。同种条件下两种批次的氧化石墨的晶面间距基本一致，但是其含氧官能团的数目却相差比较大。通过实验与表征结果的分析，我们掌握了制备氧化石墨烯的最佳的制备手段，为获得大批量高质量、性能稳定的石墨烯和插层纳米材料提供了很好的前驱体。

【关键词】石墨烯、氧化石墨烯、Hummers法

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论-3

1.1石墨烯的简介-3

1.1.1石墨烯的发展历史-3

1.1.2石墨烯的晶体结构与性质-4

1.2氧化石墨烯的结构特征与基本性质-6

1.2.1氧化石墨烯的结构与性质-6

1.2.2氧化石墨烯的应用-7

1.3本论文的主要研究内容-8

第二章 氧化石墨烯的制备与表征-9

2.1氧化石墨烯的常用制备方法-9

2.1.1氧化石墨的制备方法-9

2.1.2氧化石墨烯的制备方法-10

2.2氧化石墨烯的表征方法-11

2.2.1 X射线衍射分析-11

2.2.2 X射线光电子能谱分析-11

2.2.3红外光谱分析-11

第三章 用改进的Hummurs方法制备氧化石墨烯与其性能表征-12

3.1 氧化石墨烯的制备-12

3.1.1实验原理-12

3.1.2实验原料与装置-12

3.1.3实验步骤-13

3.2氧化石墨烯的表征-14

3.2.1 X射线衍射分析-14

3.2.2 X射线光电子能谱分析-15

3.2.3红外光谱分析-17

3.2.4热重分析-18

3.3不同批次的氧化石墨烯的表征-19

3.3.1 X射线衍射分析-19

3.3.2 X射线光电子能谱分析-20

3.3.3红外光谱分析-21

第四章 总结与展望-22

4.1总结-22

4.2展望-22

参考文献-24