氧化石墨烯的合成及组装.pdf

2012年3月咸阳师范学院学报Mar．2012
第27卷第2期JournalofXianyangNormalUniversityV_01．27NO．2

[化学与材料科学研究】

氧化石墨烯的合成及组装
李J华I静J
(西安科技大学化学与化工学院，陕西西安710054)
摘要：用改良的Hummer法制备了氧化石墨烯并对氧化石墨烯在溶液及玻璃表面进行了组
装。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)、电阻率仪、紫外可见分光光度计(UVⅥs)对
氧化石墨烯及组装体系进行了表征，并用扫描电子显微镜对组装后物质的表面进行了观察。
FT-IR测试表明氧化石墨烯含有羟基、羧基、环氧以及羰基等含氧官能团。uV．vis测试表明粒径和
溶剂的pH对氧化石墨烯在液相中分散性的影响。TGA测试进一步证明了氧化石墨烯含有大量含
氧官能团。SEM观察揭示了石墨烯组装体的微观形貌。
关键词：氧化石墨烯；功能化；表面修饰
中图分类号：0635．1文献标识码：A文章编号：1672—2914(2012)02—0031—04

SynthesisandAssemblingofGrapheneOxide
LIHua-jing
(CollegeofChemistryandChemicalEngineering，Xi’anUniversityof
ScienceandTechnology,Xi’an710054，Shaanxi，China)
Abstract：GrapheneoxidewassynthesizedusingmodifiedHummer’Smethodandassembledin
solutionandsolidsurface．TheFT-IR、UV-Vis、TGAandSEMwereemployedtocharacterizetheob—

tainedGrapheneoxideanditsassemblies．FT-IRshowedthattheGrapheneoxidehasoxygen—contain—

ingfunctionalgroupssuchashydroxy,carboxyl，epoxideandcarbonylgroup．UV-Visspectraimplythe
influenceofparticlesizeandthepHvaluesontheGrapheneoxidedispersion．TGAmeasurementsfur—

therconfirmedtheexistenceofthesefunctionalgroupsinGrapheneoxide．SEMobservationshowed

themicromorphologyoftheGrapheneassemblyfromsolution．

Keywords：grapheneoxide；functionized；surfacemodification

近年来新型碳材料石墨烯及其派生物的合成石墨烯，并考察了氧化石墨烯在溶剂中的组装及玻
及性能研究特别受到各国科学家的青睐。氧化石璃表面的修饰。
墨烯是石墨烯重要的派生物，它的结构与石墨烯大1实验
体相同，它是由碳原子以sp杂化连接的单原子层1．1试剂及仪器
构成，其基本单元为有机材料中最为稳定的六元环石墨粉(光谱纯)、过硫酸钾(>99．5％)、五氧化二
结构。只是在二维基面上连有一些含氧官能团，磷(>98％)、三乙胺(>99％)、谷氨酸(>98．5％)、硫
如羟基、羰基等。目前氧化石墨烯的制备方法有：酸、高锰酸钾、30％过氧化氢、盐酸、抗坏血酸、氯化
微机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法、溶剂铜、硅烷偶联剂KH550、乙醇、二氯亚砜、四氢呋喃、
剥离法等【，但这些方法都存在有产率低、成本高或丙酮等试剂均为分析纯。
工艺复杂，不能满足工业化及规模化生产要求等缺仪器：扫描电子显微镜(SEM)为日立公司
点。为此，本文采用改良的Hummer法p合成了氧化S-4800，红外光谱仪为PerkinElmer公司FI．IRSpec一

收稿日期：2012—02—17
基金项目：陕西省科技厅工业攻关项目(2011K08—21)。
作者简介：李华静(1978一)，女，山西霍州市人，西安科技大学化学与化工学院讲师，硕士，研究方向为光分析化学。
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tumnGX，热重分析仪为德国耐驰TG209，紫外一可见1．5实验表征
分光光度计为北京普析通用仪器有限公司热重分析(TGA)：在测试气氛为氮气，升温速率
TU一1901，激光粒度分析仪为英国Mastersizer2000。为l0oc／min地条件下取10mg左右样品于坩埚中，
1-2氧化石墨烯的制备。升温至850℃测定升温过程中样品的质量