改进Hummers法制备氧化石墨烯的机理研究

摘要

基于改进Hummers法,在不使用硝酸钠的情况下制备氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO),实验研究了制备过程中氧化剂用量及中温阶段氧化反应时间对GO氧化程度的影响.采用扫描电镜(SEM)对GO样品的形态结构进行表征;采用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线能谱(EDS)、激光显微拉曼光谱(Raman)对样品的官能团及氧化程度进行分析;采用热重分析(TG-DTG)对样品进行热稳定性测试.SEM图片显示,氧化剂用量和氧化反应时间在一定程度上影响所制备GO的表面形貌;Raman光谱表明制备的GO具有不同的缺陷密度;FTIR和EDS分析发现GO表面含丰富含氧官能团,不同GO样品的含氧量在33%~43%之间,C/O在1.9~1.2之间;TGA分析与元素分析结果相关,表明热失重与元素组成有明显的依赖关系,由于氧含量提高,GOc-3具有最大的失重,而GOa-1具有较高的热稳定性.基于改进的Hummers法制备GO的氧化剂用量和氧化时间的结果分析为后续GO功能化改性提供了理论和数据支撑.