水热法制备还原氧化石墨烯及其导电性调控

导电性可调控的还原氧化石墨烯（rGO）在结构功能材料和化工新材料等领域具有重要的应用前景。本文利用水热还原法实现了rGO的绿色制备,并通过调控反应温度和时间,获得了电导率可控的rGO产品,其电导率范围为10^-4～1 S·cm^-1。采用UV-vis、FT-IR、XPS、SEM、XRD和Raman等表征方法系统研究了rGO还原过程中结构与组成的变化。发现GO还原过程中,其含氧官能团于120℃时开始明显分解,高于140℃后含量显著降低,GO片层sp2区域逐渐恢复,电导率逐渐增大到1 S·cm^-1,同时层间距从8.2 Å减少到3.6 Å（1 Å=0.1 nm）。对比热还原法,水热法有效避免了rGO片层的堆叠,产物分散性较好,有望规模化制备导电性可控的rGO产品。本研究成果对rGO生产和应用具有重要意义。     

氧化-还原法制备石墨烯

石墨烯是2004年发现的二维新型碳材料,具有独特的物理性质和广阔的研究前景。作为石墨烯研究的基础,石墨烯的制备一直备受关注,研究进展迅速。简要分析制备石墨烯的四种主要方法(机械剥离、晶体外延生长、氧化还原、化学气相沉积)的原理和特点。重点从还原剂的选择、还原特点及还原效果评述氧化还原法制备石墨烯的研究进展,并对未来氧化-还原法制备石墨烯可能的发展方向进行展望。     

一步水热法制备还原氧化石墨烯改性涤纶无纺布及性能研究

采用无还原剂的一步水热法得到还原氧化石墨烯(rGO)改性涤纶无纺布,研究了改性涤纶无纺布的导电性、耐水洗性、疏水性、导热性和耐磨性,并与传统浸渍法处理后用水合肼还原氧化石墨烯改性的涤纶无纺布进行比较。结果表明:一步水热法在水热反应温度为180℃、反应5 h时的条件下,制备的改性涤纶无纺布具有优异的导电性能,其电阻率为52.6Ω·m;一步水热法制得的rGO改性涤纶无纺布具有良好的耐水洗性能,经过10次水洗涤处理后,其电阻率从52.6Ω·m增加到193.4Ω·m,而传统浸渍法制得的rGO改性涤纶无纺布的电阻率从213.1Ω·m增加到8.1×10⁵Ω·m;一步水热法制得的rGO改性涤纶无纺布具有优异的疏水性、导热性和耐磨性,其水接触角由改性前的47.42°增加到160.85°;经过1 000次磨损实验之后,其电阻率由磨损前的52.6Ω·m增加到1 226.8Ω·m。     

还原氧化石墨烯制备方法研究进展

氧化石墨烯表面有大量的官能团,被还原后得到的产物称为还原氧化石墨烯(rGO)。本文综述了近年来氧化石墨烯(GO)还原方法的研究进展,主要包括:化学还原法、电化学还原法、热还原等。     

氧化石墨烯的制备及还原研究

通过控制高锰酸钾的用量,采用改性悍马氧化法与氢碘酸还原法制备了一系列氧化石墨烯(GO)及还原石墨烯(RGO),研究了高锰酸钾用量对GO及RGO的形态、稳定性、成膜性能及导电性能的影响。研究结果表明:当石墨与高锰酸钾的质量比为2.5~3时,所得GO在具有较好分散性,且经还原后的膜电阻率较低,约为1.2×10-3Ω/cm。     

氧化-还原法制备石墨烯材料

石墨烯材料具有优异的光学、力学、导电、导热性能,受到了广泛关注。叙述了石墨氧化还原法制备石墨烯的方法,包括石墨的氧化、剥离、还原三个步骤。氧化处理主要介绍了Hummers法、Brodie法以及Staudenmaier法,并比较了三种方法的优缺点。剥离处理有超声剥离和热膨胀剥离两种,阐述了各自的作用机理。还原处理包括化学试剂还原法、热还原法、电化学还原法,举例说明了三种方法的处理效果。最后,对石墨烯材料的发展提出了展望。     

石墨烯的氧化还原法制备与表征

采用Hummers法,在浓硫酸、高锰酸钾等氧化剂存在条件下,将石墨粉氧化制备成氧化石墨烯,将氧化石墨溶解于水中,然后用水合肼还原氧化石墨烯后制备得到石墨烯,同时,采用红外光谱、紫外光谱、透射电镜等手段对得到的氧化石墨烯和石墨烯进行了表征。结果表明:制备得到了氧化石墨烯和石墨烯,且二者已经充分剥离。     

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。     

还原的氧化石墨烯/CoFe2O4的膜分散-水热法制备及其吸波性能

基于双膜分散技术与水热法相结合的思想,在较低温度条件下,短时间内合成了还原的氧化石墨烯(rGO)/CoFe₂O₄纳米复合材料,并研究了rGO/CoFe₂O₄的吸波性能。通过 XRD、SEM、EDS、TEM、TG/DSC、IR测试手段对rGO/CoFe₂O₄进行表征,采用矢量网络分析仪测定了复合材料在2~18GHz范围内复介电常数和复磁导率的变化,并利用计算机模拟材料在不同厚度下电磁波的衰减性能。结果表明:在透明绢丝状石墨烯的表面及边缘负载了粒度均匀的纳米CoFe₂O₄粒子;单一纳米CoFe₂O₄的反射率损耗为-3.59dB。而mCoFe₂O₄:mGO为10:7的样品的吸波层厚度在2~3mm之间变化时,微波吸收效果显著增强,厚度为3mm时,出现最大微波衰减值-9.2dB,并且微波吸收峰随着吸波层厚度的增加而向低频移动。相比于单一纳米CoFe₂O₄粉体,rGO/CoFe₂O₄纳米复合材料对电磁波的吸收效果有了大幅度的提高。     

氧化还原法制备石墨烯工艺参数的研究

氧化还原法制备石墨烯是目前被广泛采用的一种方法.但用此方法制备的石墨烯片比较容易产生皱褶或出现折叠现象,厚度偏大、有很多缺陷.所以用此方法制备的石墨烯缺陷偏多、导电性不理想,使其在电极材料方面的应用受到了很大的限制.本文对采用氧化还原法制备石墨烯过程中的主要工艺参数进行了研究,并通过拉曼光谱的测试结果来表征和分析石墨烯的缺陷程度,最终确定石墨烯的结构与主要工艺参数之间的关系.     

还原氧化石墨烯/BiVO_4复合材料的制备及其光催化性能

采用微波原位生长法制备了还原氧化石墨烯/BiVO4复合光催化剂。以四环素为模型污染物,对该催化剂在可见光(λ>420 nm)下的催化活性进行了评价。结果表明,还原氧化石墨烯/BiVO4复合光催化剂在可见光照射下对四环素的降解效率达到了85.3%明显高于纯BiVO423%的降解效率。     

氧化还原法制备石墨烯工艺参数的研究

氧化还原法制备石墨烯是目前被广泛采用的一种方法。但用此方法制备的石墨烯片比较容易产生皱褶或折叠,厚度偏大,有很多缺陷。所以用此方法制备的石墨烯导电性不理想,使其在电极材料方面的应用受到了很大的限制。对采用氧化还原法制备石墨烯过程中的主要工艺参数进行了研究,并通过拉曼光谱的测试结果来表征和分析石墨烯的缺陷程度,最终确定石墨烯的结构与主要工艺参数之间的关系。     

氧化石墨烯还原方法研究进展

综述了当前比较热门和新颖的氧化石墨烯(GO)的还原方法,特别是直接还原剂还原法、微波辅助还原法、紫外辐照还原法等,并对这些还原方法可能存在的问题进行了分析;评述了当前还原氧化石墨烯(RGO)的常用表征方法,如原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱(RS)、X射线光电能谱(XPS)、红外(IR)光谱、X射线衍射(XRD)等测试技术。针对当前GO、RGO及石墨烯(GNS)界定不明导致使用较为混乱的状况,通过前期的研究成果及综合分析文献中相关材料的含氧量,提出可通过三者氧含量来大致区分GO、RGO及GNS,即氧含量在20%以上为GO,5%～20%为RGO,5%以下为GNS;此外,还可通过含氧量将GO还原方法划分为温和还原法、强还原法及超强还原法3种类型。文中最后对还原GO的方法进行了展望。     

氧化石墨烯还原方法研究进展

综述了当前比较热门和新颖的氧化石墨烯(GO)的还原方法,特别是直接还原剂还原法、微波辅助还原法、紫外辐照还原法等,并对这些还原方法可能存在的问题进行了分析;评述了当前还原氧化石墨烯(RGO)的常用表征方法,如原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱(RS)、X射线光电能谱(XPS)、红外(IR)光谱、X射线衍射(XRD)等测试技术。针对当前GO、RGO及石墨烯(GNS)界定不明导致使用较为混乱的状况,通过前期的研究成果及综合分析文献中相关材料的含氧量,提出可通过三者氧含量来大致区分GO、RGO及GNS,即氧含量在20%以上为GO,5%～20%为RGO,5%以下为GNS;此外,还可通过含氧量将GO还原方法划分为温和还原法、强还原法及超强还原法3种类型。文中最后对还原GO的方法进行了展望。     

聚碳酸酯/石墨烯微片复合材料的制备及其导电性

以3种不同形态碳纳米材料(石墨烯微片、炭黑、石墨烯微片母料)为导电填料,通过熔融法制备相应的聚碳酸酯复合材料.研究不同导电填料和加工工艺对复合材料导电性能的影响.研究结果表明:石墨烯微片,炭黑和石墨烯微片母料填充聚碳酸酯制备复合材料的导电渗虑阀值分别为9％、12％和3％;选择合适的工艺参数,可以有效避免石墨烯微片片状结构在熔体加工过程中被严重破坏,且能均匀分散于聚碳酸酯中而提高复合材料的导电性.     

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。     

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。     

新型还原氧化石墨烯/氮化碳复合纳滤膜制备及其性能

高性能石墨烯基复合膜的制备是目前国际研究热点,但是石墨烯基纳滤膜在脱盐中水通量较低,限制其在脱盐中的应用。采用聚多巴胺(PDA)改性聚砜(PSF)膜为基膜,将还原氧化石墨烯(rGO)和超薄氮化碳(uCN)纳米片通过真空抽滤法在基膜表面自组装制备新型还原氧化石墨烯/氮化碳复合纳滤膜。通过场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X 射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪和X射线光电子能谱仪等研究uCN添加对膜结构和形貌的影响,并考察不同uCN添加比例、rGO用量及压力复合纳滤膜性能变化规律。结果显示当在100 mg·L^-1的rGO中添加uCN为20 mg·L^-1时所制备的rGO/uCN复合纳滤膜不仅保持良好盐离子截留率(对Na₂SO₄截留率85.86%,对NaCl截留率30.17%),且水渗透系数是rGO膜的2.15倍(88.50 L·m^-2·h^-1·MPa^-1)。     

氧化石墨烯浓度对天然橡胶/还原氧化石墨烯织物复合材料导电性和应变传感性能的影响（英文）

制备了天然橡胶(NR)/还原氧化石墨烯织物(r GWF)复合材料,考察了氧化石墨(GO)浓度对NR/r GWF复合材料导电性能和应变传感性能的影响。结果表明,GO可有效提高复合材料的导电性能,随着GO浓度的增大,复合材料的电阻不断减小。当GO分散液的质量浓度为3 g/L时,复合材料具有较好的应变传感性能和灵敏度。