化学分散法制备石墨烯及结构表征

先用Hummer法氧化天然鳞片石墨制得氧化石墨,在蒸馏水中利用超声分散将氧化石墨剥片,然后在肼的作用下加热回流制得石墨烯,应用扫描探针显微镜、红外光谱和热分析技术对所得产物进行分析表征。结果表明,氧化石墨在蒸馏水中可形成稳定的悬浮液,氧化石墨薄片厚度为1.0nm左右,天然石墨的粒径和灰分含量对氧化石墨的厚度及在水中的分散没有明显的影响;由石墨烯在水中的微观形貌图可证明其在不需要化学稳定剂的情况下,可以在水中稳定地分解分层,石墨烯薄片厚度为0.7nm左右,浓度高时石墨烯颗粒趋向于规则的网状排列,而稀释后可观察均匀的单层石墨烯薄片;用红外光谱分析石墨烯与石墨表面基团,结果表明基本一致;由热分析可得出,石墨烯在氮气中的热稳定性与石墨基本一致,而氧化石墨由于含氧基团增多变得不稳定,在200℃左右发生完全的热分解反应放出CO,CO2和H2O蒸汽等;由石墨与石墨烯在空气中的热分析可知,层状的石墨晶体氧化热稳定性远远高于石墨烯。