石墨烯的制备与表征

采用液相氧化法制备了氧化石墨,并通过水合肼还原氧化石墨制备了石墨烯。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(RS)、X-射线衍射(XRD)、热失重法(TG)等测试方法对石墨、氧化石墨和石墨烯的结构与耐热性进行了对比分析。研究结果表明,氧化石墨被水合肼还原成石墨烯后,氧化石墨的一部分sp3杂化碳原子被还原成石墨的sp2杂化碳原子,石墨烯sp2杂化碳层平面的平均尺寸比氧化石墨大,但结晶强度和规整度比石墨有所降低。在本实验条件下,氧化石墨的还原状态结构不可能被完全恢复到原有的石墨状态,也就是说石墨烯的结构和石墨结构还是有差别的。热分析结果表明,石墨烯具有比氧化石墨更为优异的热稳定性。     

石墨烯的制备及其性能表征

采用Hummers法制备了氧化石墨,并通过高频超声分散得到氧化石墨烯悬浮液,通过水合肼还原制备了石墨烯。利用傅里叶红外透射光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TG)等测试方法对石墨、氧化石墨以及石墨烯的结构组成、微观形貌和耐热性进行了分析。结果表明:氧化石墨被还原成石墨烯后,含氧基团基本被去除,片层尺寸缩小,晶体结构的强度和完整度有所下降,热稳定性增加。     

低温等离子体制备石墨烯及其性能研究

本文以石墨为原料采用改进的Hummers法制备GO,并采用低温等离子体对所制备的氧化石墨烯进行还原得到还原石墨烯。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外(FT-IR)、和X-射线衍射(XRD)等手段对氧化石墨烯及还原石墨烯进行了表征,结果表明GO经过N2、Ar等离子体处理后均得到了有效的还原。     

镍包覆还原石墨烯复合材料的制备与性能研究

采用Hummers法将天然鳞片石墨氧化为氧化石墨,以水合肼为还原剂还原氧化石墨得到还原石墨烯,并对还原石墨烯化学镀镍,制备镍包覆的还原石墨烯复合材料。通过X-射线衍射分析、扫描电镜、X-射线能量分散、磁强计和双电测四探针测试仪对还原石墨烯、镍包覆还原石墨烯复合材料进行性能测试。结果表明,还原石墨烯经过碱性化学镀镍处理后,其表面包覆了非晶态的镍-磷合金,电阻率达到4.5064 mΩ·m,明显优于还原石墨烯的导电性;镍包覆的还原石墨烯的饱和磁化强度增大,矫顽力减小,剩磁均较小,适合做软磁材料。     

石墨烯载钴材料的制备

本实验以150μm鳞片状石墨为原料,采用Hummers法制备氧化石墨,经超声波振荡得到氧化石墨烯,加入水合肼回流制得石墨烯材料.氧化石墨烯与CoSO4溶液混合,采用功能离子预吸附的方式,将金属离子有效地分散在氧化石墨烯载体上,原位还原金属颗粒和石墨烯,制备石墨烯载钴材料.     

干燥方法对石墨烯在氧还原反应中活性的影响

氧化还原法制备石墨烯是已规模化的生产方法之一,制备过程中需通过干燥得到石墨烯,因此不同干燥方法对石墨烯在氧还原反应中活性的影响有所不同。以石墨为原料,通过改进的Hummers法得到氧化石墨烯(GO)溶液,再将GO溶液分别通过真空烘干干燥和真空冷冻干燥后经高温还原制备石墨烯。采用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、BET比表面积测试和三电极系统电化学性能测试,比较了两种干燥方法对石墨烯的形貌、物相结构、比表面积、电化学性能及在氧还原反应中的催化活性的影响,采用Koutecky-Levich法探讨了两种干燥方法制备的石墨烯在氧还原反应中的催化机理。结果表明,相比于真空烘干干燥,真空冷冻干燥制得的石墨烯,石墨片层剥离效果优异,呈薄纱状结构,石墨化程度更高,比表面积更大。在氧还原反应中,真空冷冻干燥制得的石墨烯具有更正的起始电位、更大的极限电流密度和更高的氧还原反应催化活性,氧还原反应更接近四电子转移机制。     

还原氧化石墨烯水溶胶与气溶胶的制备及其应用

以氧化石墨(GO)为原料、铜纳米粒子为还原剂,制备得到三维还原氧化石墨烯水溶胶H;通过冷冻干燥,得到相应的还原氧化石墨烯气溶胶A。以得到的H催化还原对硝基苯酚(4-NP),结果表明,H对4-NP还原有良好的催化性能。     

微波法制备还原氧化石墨烯及其在锂硫电池中的应用

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨(GO),对GO进行碳酸浸渍后,通过微波固相法剥离其为少层的还原氧化石墨烯(MRGO)。并采用低温原位化学沉积法制备微波还原氧化石墨烯/纳米硫(MRGO/NS)锂硫电池正极复合材料。通过FT-IR、XRD、SEM、TEM、BET对所制备的MRGO和MRGO/NS的微观结构、形貌等进行表征,采用恒流充放电测试和交流阻抗测试对复合材料的电化学性能进行研究。结果表明,通过微波固相法剥离碳酸浸渍后的GO所制备的MRGO为少层的折扇状还原氧化石墨烯,可为锂硫电池的硫和多硫化物提供足够的容纳空间,从而缓解穿梭效应,提高了电极材料的循环性能和倍率性能。     

银-石墨烯复合材料的原位制备及性能研究

以鳞片石墨为原料,采用Hummers法制备氧化石墨.氧化石墨与硝酸银溶液混合超声处理,通过功能离子预吸附的方式,将银离子有效地分散在氧化石墨烯载体上.以水合肼为还原剂,同时还原氧化石墨和硝酸银溶液中的银离子,原位制备银-石墨烯复合材料.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对制得的银-石墨烯复合材料进行表征,并对复合材料的电化学性能进行分析.结果显示,制得银-石墨烯复合材料的比电容明显高于单纯的石墨烯材料,电化学性质优异,是理想的电化学电容器电极材料.     

石墨烯抗静电聚氨酯充填材料的制备及性能研究

采用Hummers法制备出氧化石墨,再利用超声剥离和热还原方法制备了氧化石墨烯,后经冷冻干燥得到石墨烯粉末,并将其做为抗静电剂研究了石墨烯对聚氨酯材料抗静电性能的影响。结果表明,石墨烯为薄层、透明、非晶态结构;随着石墨烯添加量的增加,材料的电阻率降低,当石墨烯添加量为1 %(质量分数,下同)时,材料的电阻率低于1010 Ω·cm;石墨烯的加入,一定程度上提高了聚氨酯材料的压缩强度。