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石墨烯是由sp2杂化的单层碳原子组成的六角蜂巢状结构,只有一个原子层厚度,为0.34nm。在氧化还原法制备石墨烯的过程中,采用氧化石墨烯(GO)为原料,经化学或热还原方式还原是制备石墨烯(RGO)的常见工艺。GO上有不同种类、数目众多的含氧基团,采用何种还原工艺可最有效的去除含氧基团,保证石墨烯的高性能一直未见报道。本文采用多种还原工艺对GO进行还原,通过XRD、SEM、Raman、XPS和化学滴定法对制备得到的产物进行形貌和结构方面的测试表征,并探究石墨烯试样的导电性能,阐明不同还原方式对不同种类含氧基团的还原能力。本文将化学还原和热还原方式相结合,设计了一步还原和两步还原工艺。一步还原法包括氮气气氛直接热还原、维他命C微波辅助还原、肼还原和硼氢化钠还原。两步还原法包括维他命C微波/热还原、肼/热还原。研究发现:直接热还原、肼还原和两步还原法均能得到形貌为薄纱状片层的石墨烯。在三种有热还原参与的RGO制备过程中,还原效果(C/O、碳网结构占比)随热处理温度升高而增加。当热处理温度为1000℃时,直接热还原和维他命C微波/热还原所得试样C/O分别达到46.62和46.31,而肼/热还原的试样C/O为23.82。还原过程均能引起石墨烯片层变小,缺陷和无序度增加。同时化学滴定法分析得到直接热还原引起羰基含量增加,维他命C微波/热还原能有效还原羟基。电学测试结果表明,经退火处理试样电导率随还原温度增加而增加。本实验所得石墨烯的电导率最大值为17038S/m,虽与石墨烯的理论电导率(6×105S/m)有一定的差距。化学还原预处理能提高试样的导电性能,不同的还原方式对石墨烯导电能力影响不同,平均导电能力:肼/热还原试样>VC/热还原的试样>直接热还原的试样。并且,试样的电导率与C/O和sp2组分均呈正相关关系。化学滴定法测得直接热还原试样的羧基和羰基含量较多,而VC/热还原试样的酯基和羟基含量较多,肼还原试样的四种基团含量居中。结合模拟计算结果可以预测:1)位于于石墨烯边缘的羰基和羧基能产生较宽的带隙,这两种基团对导电性影响较大;2)链接羟基和环氧基的石墨烯带隙较窄,因而该基团对导电性的影响较小。