反应条件对水合肼还原氧化石墨烯表面官能团还原效率的影响-论文
锦纶／石墨烯复合导电面料的制备及性能研究
锦纶／石墨烯复合导电面料的制备及性能研究高普;孙燕霞;陈晓玲;皮婷婷;马辉【摘要】利用上浆机将氧化石墨烯层层组装到锦纶长丝上，并利用水合肼进行还原处理制备石墨烯改性锦纶长丝，期望制备柔性导电面料。
探究了不同组装次数下锦纶长丝的表面形态、断裂强力以及导电性，并将其织成织物进行耐洗性分析。
测试结果表明，改性锦纶长丝的电导率大于1X10-～S／cm；织物经向、纬向的初始电导率分别为2．12x10qS／cm和3．88X10～S／cm，5次水洗后经向、纬向仍分别能达到8．89x1014S／em和1．95x10-S／cm，说明本工艺处理的锦纶具有优良的导电性和一定的耐洗性能。
【期刊名称】《纺织科学与工程学报》【年(卷),期】2018(035)001【总页数】5页(P132-136)【关键词】石墨烯;锦纶;断裂强力;导电性;耐洗性【作者】高普;孙燕霞;陈晓玲;皮婷婷;马辉【作者单位】嘉兴学院材料与纺织工程学院,浙江嘉兴314001;嘉兴学院材料与纺织工程学院,浙江嘉兴314001;嘉兴学院材料与纺织工程学院,浙江嘉兴314001;嘉兴学院材料与纺织工程学院,浙江嘉兴314001;嘉兴学院材料与纺织工程学院,浙江嘉兴314001;【正文语种】中文【中图分类】TS143在日常生活和生产中，由于机械仪器、摩擦作用产生的静电无法释放，产生电波干扰信号，这些静电作用使得工作服易沾染灰尘等固体小颗粒，给人们工作和生活带来不便，导电纤维的研究和发展也因此愈来愈受到研究者们的重视。
导电纤维在工业、日常生活等领域中利用传导电子和电磁波而减少静电对生活的负面影响，手感柔软、具有耐久性，甚至在空气湿度低的环境中仍保持较好的抗静电性。
目前制备成型的导电纤维主要应用于抗静电织物和抗电磁波辐射导电织物的研究与开发[1]。
石墨烯是一种二维层状、单原子厚度的碳单质，由SP2杂化的碳原子在二维平面上有序排列而成[2-3]，是一种新型碳纳米结构材料，具有独特、优异的电学、光学、热学、力学等方面的性能[2-5]，被称为“改变21世纪的神奇材料”[5-6]。
水合肼还原氧化石墨烯的研究_肖淑华
基团名称 C= O - OH
COC
表 1 还原前后各化学基团的吸收峰高度随水合肼用量的变化
基团的位置 / cm - 1
还原前吸收 峰的高度
b1( 10 1)
还原后吸收峰的高度
b2( 10 3)
b3( 10 7)
1720 46
4 0485
0 0244
0 0169
0 0083
1620 93
7 7702
0 0314
0 0295
0 0304
1221 08
2 0413
0 0427
0 0141
0 0090
1053 23
4 5435
2 2487
0 3619
0 1950
b4( 10 10) 0 0057 0 0268
0 0406
图 4 各化学基团随水合肼用量的变化曲线
其中: A 图拟合方程为 y = 0. 0103+ 4. 0382e- 5. , 65735x
比较各个化学基团纯化率率指数, 如下图 5 所示
3 2 反应时间对化学基团去除的影响
图 6 氧化石墨烯的化学基团含量随反应时间的 FT IR图谱
图 5 各个化学基团的纯化率比 较
在还原时间相同的条件下, 水合肼的用量对 各 个 化 学 基 团 影 响 是 不 相 同 的, 位 于 1620 93cm- 1的 OH 基 团的纯 化效率最 高, 原因 是 1620 93cm- 1处的 OH 基团是水分子缔合 OH, 易于失去。而位于 1053 23cm- 1 处的 C O C 基 团的纯化效率最低。
实验器材: 磁力搅拌仪 ( 3000 r /m )、超声波 细胞粉碎 机 ( KS - 600)、台式低 速离心机 ( 4000 r/m, 80 - 2 型 ) 、电热 恒 温 水 浴 锅 ( DK - S22 型 ) 、干燥箱。
乙二胺还原法制备纳米石墨烯
ｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ＷａＳ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ
ａ
ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＸＰＳ）ａｎｄ Ｒａｍａｎ
Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ＴＧＡ，ＸＲＤ ａｎｄ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｍｅａＳｕｒｅｍｅｎｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｈｙｄｒｏｕｓ ｈｙｄｒａｚｉｎｅ ｈａｄ ｂｅｔｔｅｒ ｅｆｆｅｃｔ
２所示，定义为单原子层二维碳片，其中碳原子以六方形的蜂窝
状点阵有序排列在二维平面上。
躲
固１１ ２石墨烯的晶体结构
＼矗பைடு நூலகம்
石墨烯的物理结构一度是个难解之谜，一方面，石墨烯似乎是严格意义上的二维材 料，表现出高度的晶体特性以至其中的电子能在亚微米距离上移动而不发生散射：而另 一方面，根据现有的理论及实验观察，完美的二维晶体是不可能独立存在的。早在７０ 多年前，Ｐｅｉｅｒｌｓ及Ｌａｎｄａｕ即对严格的二维晶体是否存在进行了理论讨沦，他们认为． 在标准谐函数近似下，任何温度条件下，温度的起伏将破坏晶体妊程有序，导致二维晶
Ｅｘｆｏｌｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｒａｐｈｉｔｅ ｏｘｉｄｅ Ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ
ｏｕｔ ｉｎ
ＤＭＦ ａｎｄ ｗａｔｅｒ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｉｔ Ｗａｓ
ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｅｘｆｏｌｉａｔｉｏｎ ＷａＳ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｂｙ ｂａｔｈ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｐｅａｔｅｄｌｙ ｆｏｒ ５ ｈ ａｔ ｏｆ ４０＂（２－５０＂１２．Ｔｈｕｓ ｓｔａｂｌｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎ
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１年ｂ钥汾日
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《还原氧化石墨烯及其复合材料的制备与气敏性能研究》
《还原氧化石墨烯及其复合材料的制备与气敏性能研究》篇一一、引言近年来，氧化石墨烯及其复合材料因其独特的物理和化学性质，在众多领域中得到了广泛的应用。
其中，还原氧化石墨烯（rGO）以其优异的导电性、大比表面积和高化学稳定性等特点，被广泛研究并应用于能源、电子、传感器等高科技领域。
本文将主要研究还原氧化石墨烯及其复合材料的制备方法，以及其在气敏性能方面的应用。
二、还原氧化石墨烯及其复合材料的制备1. 氧化石墨烯的制备氧化石墨烯的制备通常采用化学氧化法，以天然石墨为原料，通过强酸、强氧化剂等处理，使石墨片层上的碳原子形成羧基、羟基、环氧等含氧基团，从而得到氧化石墨。
随后，通过热剥离或化学剥离法得到氧化石墨烯。
2. 还原氧化石墨烯的制备还原氧化石墨烯的制备方法主要包括热还原法、化学还原法和电化学还原法等。
其中，化学还原法因其操作简便、成本低廉等优点被广泛应用。
通过选择合适的还原剂（如氢气、水合肼等），将氧化石墨烯中的含氧基团去除，从而得到还原氧化石墨烯。
3. 复合材料的制备为了进一步提高材料的性能，可以将还原氧化石墨烯与其他材料进行复合。
例如，与聚合物、金属氧化物等材料进行复合，形成具有特定功能的复合材料。
这些复合材料具有优异的物理和化学性质，在气敏性能方面表现出良好的应用前景。
三、气敏性能研究1. 还原氧化石墨烯的气敏性能由于还原氧化石墨烯具有优异的导电性和大比表面积，使其在气敏传感器方面具有潜在的应用价值。
当气体分子与还原氧化石墨烯接触时，会引起其电阻的变化，从而实现对气体的检测和识别。
此外，还原氧化石墨烯的表面化学性质使其对不同气体具有不同的响应特性，为气敏传感器的设计提供了丰富的可能性。
2. 复合材料的气敏性能通过与其他材料进行复合，可以进一步提高还原氧化石墨烯的气敏性能。
例如，将金属氧化物与还原氧化石墨烯进行复合，利用金属氧化物的高催化活性和高比表面积，提高复合材料对气体的吸附能力和响应速度。
《2024年还原氧化石墨烯及其复合材料的制备与气敏性能研究》范文
《还原氧化石墨烯及其复合材料的制备与气敏性能研究》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，二维材料因其独特的物理和化学性质在众多领域展现出巨大的应用潜力。
其中，氧化石墨烯（GO）及其还原形式——还原氧化石墨烯（rGO）因其卓越的电学、热学和机械性能，在传感器、能源存储和复合材料等领域受到广泛关注。
本文将重点研究还原氧化石墨烯及其复合材料的制备方法，并对其气敏性能进行深入探讨。
二、还原氧化石墨烯及其复合材料的制备1. 原料与设备制备还原氧化石墨烯及其复合材料所需的原料主要包括天然石墨、强酸、还原剂等。
设备主要包括超声波处理器、离心机、干燥箱等。
2. 制备方法（1）氧化石墨烯的制备：首先，将天然石墨与强酸混合，进行插层和氧化处理，得到氧化石墨。
然后，通过超声波处理和离心分离，得到氧化石墨烯。
（2）还原氧化石墨烯的制备：将氧化石墨烯进行热还原或化学还原，去除其表面的含氧基团，得到还原氧化石墨烯。
（3）复合材料的制备：将还原氧化石墨烯与其它材料（如聚合物、金属氧化物等）进行复合，制备出具有特定性能的复合材料。
三、气敏性能研究1. 实验方法通过气敏传感器实验，研究还原氧化石墨烯及其复合材料对不同气体的响应特性。
实验中，将材料制备成薄膜，并固定在气敏传感器上。
然后，向传感器通入不同浓度的目标气体，记录传感器的响应信号。
2. 结果与讨论（1）实验结果：通过实验发现，还原氧化石墨烯及其复合材料对某些气体表现出良好的气敏性能。
其中，某些复合材料在特定气体浓度下的响应信号明显高于其他材料。
（2）结果分析：分析认为，材料的气敏性能与其结构、表面性质、电子传输性能等因素密切相关。
在还原氧化石墨烯中，其独特的二维结构和丰富的表面官能团为其提供良好的气敏性能。
而复合材料中各组分的协同作用，进一步提高了材料的气敏性能。
四、结论本文研究了还原氧化石墨烯及其复合材料的制备方法，并对其气敏性能进行了深入探讨。
实验结果表明，这些材料在气敏传感器领域具有广阔的应用前景。
石墨烯复合材料的制备、性能与应用
石墨烯复合材料的制备、性能与应用摘要：纳米科学技术是当今社会科学中一个重要的研究话题。
它是现代科学技术的重要内容，也是未来技术的主流。
是基础研究与应用探索紧密联系的新兴高尖端科学技术。
石墨烯具有独特的结构和优异的电学、热学、力学等性能,自从2004年被成功制备出来,一直是全世界范围内的一个研究热点。
由于石墨烯具有巨大的表面体积比和独特的高导电性等特性,石墨烯及其复合材料在电化学领域中有着诱人的应用前景,因此,石墨烯材料的制备及其在电化学领域应用的研究是石墨烯材料研究的一个重要领域。
综述了石墨烯与石墨烯复合材料的制备及其在超级电容器、锂离子电池、太阳能电池、燃料电池等电化学领域中应用的研究现状,展望了石墨烯材料的制备及其在电化学领域应用的未来发展前景。
关键词;复合材料纳米材料石墨烯正文;一，石墨烯复合材料的制备石墨烯是2004年才被发现的一种新型二维平面复合材料，其特殊的单原子层决定了它具有丰富而新奇的物理性质。
研究表明，石墨烯具有优良的电学性质，力学性能及可加工性。
石墨烯复合材料的制备是石墨烯研究领域的一个重要的课题，如何简单，快速，绿色地制备其复合材料，而又采用化学分散法大量制备氧化石墨烯,并采用直接共混法制备氧化石墨烯/酚醛树脂纳米复合材料。
通过AFM、SEM、FT-IR、TG等对其进行表征,结果表明,氧化石墨烯完全剥离,并在基体中分散均匀,而且两者界面相容性好,提高了复合材料的热稳定性。
通过高温热处理使复合材料薄膜在兼顾形貌的同时实现导电,当氧化石墨烯含量为2%(质量分数)时,其导电率为96.23S/cm。
采用原位乳液聚合和化学还原法制备了石墨烯和聚丙乙烯的复合材料。
研究表明PS微球通过公家方式连接到石墨烯的表面。
通过PS微球修饰后的石墨烯在氯仿中变现良好的分散性。
制备的复合材料具有优良的导电性，同时PS的玻璃化温度的热稳定性得到了提高。
本研究所提出的方法具有环境友好高效的特点，渴望被采用到其他聚合物和化合物来修饰石墨烯。
《还原氧化石墨烯及其复合材料的制备与气敏性能研究》
《还原氧化石墨烯及其复合材料的制备与气敏性能研究》篇一一、引言近年来，氧化石墨烯和其复合材料因具有优异的电学、热学、机械及气敏性能等，被广泛应用于众多领域。
特别是其出色的气敏性能，使其在气体传感器方面展现出巨大的应用潜力。
本篇论文主要围绕还原氧化石墨烯及其复合材料的制备，以及其气敏性能进行研究，旨在通过对其性能的深入研究，为实际生产与应用提供理论依据。
二、材料制备1. 氧化石墨烯的制备氧化石墨烯的制备主要采用改进的Hummers法。
首先，对天然石墨进行预处理，然后与强氧化剂混合，经过一系列的化学反应后得到氧化石墨。
接着，通过超声剥离得到氧化石墨烯。
2. 还原氧化石墨烯及其复合材料的制备在氧化石墨烯的基础上，通过化学或热还原法得到还原氧化石墨烯。
同时，为了进一步提高其性能，我们可以将其与其它材料进行复合，如金属氧化物、聚合物等。
制备复合材料时，可以通过溶液混合、原位生长等方法实现。
三、气敏性能研究1. 检测原理还原氧化石墨烯及其复合材料的气敏性能主要基于其表面与气体分子的相互作用。
当特定气体接触材料表面时，由于气体分子的吸附和脱附，会导致材料电导率的变化，从而产生可测量的电信号。
2. 实验方法我们采用静态法和动态法对材料的气敏性能进行测试。
静态法主要通过测量材料在不同气体浓度下的电导率变化；动态法则是测量材料对气体响应的速度和稳定性。
同时，我们通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等手段对材料进行表征，以分析其结构和性能。
3. 结果分析实验结果显示，还原氧化石墨烯及其复合材料对多种气体均有良好的响应。
其中，某些复合材料在特定气体下的响应更为明显。
这主要归因于材料表面的化学性质和结构特点，以及气体分子与材料之间的相互作用。
此外，我们还发现材料的电导率、响应速度和稳定性等性能均受到制备方法和条件的影响。
四、性能优化与应用前景针对还原氧化石墨烯及其复合材料的气敏性能，我们提出以下优化策略：一是通过调整制备方法和条件，进一步优化材料的结构和性能；二是通过设计新的复合材料，利用不同材料之间的协同效应提高气敏性能；三是通过引入催化剂或敏感层等手段，提高材料对特定气体的响应。
还原氧化石墨烯及其复合材料的制备与吸波性能研究
还原氧化石墨烯及其复合材料的制备与吸波性能研究摘要不论是在军事领域，还是民用领域，高性能吸波材料因具有厚度薄、质量轻、吸收强以及吸收频带宽的优点而具有潜在的应用价值。
在众多高性能吸波材料中，石墨烯凭借其较低的密度、超高的比表面积、优异的介电性能、机械性能和化学稳定性成为了吸波领域研究的热点，然而，石墨烯较高的介电常数使得其阻抗匹配特性极差，造成大量的电磁波被反射，进而导致其较差的吸波性能。
针对以上问题，本文以还原氧化石墨烯为基体，通过引入导电聚合物和核壳结构的纳米粒子来提升还原氧化石墨烯的阻抗匹配特性，从而增强其对电磁波的吸收；此外，为了探索其在实际过程中的应用，我们将制备的粉末状吸波剂均匀分散于环氧树脂中，对其吸波性能进行了研究。
具体研究内容和结果如下：（1）以苯胺功能化修饰的还原氧化石墨烯（rGO-An）为活性点，通过界面聚合法将纳米棒状的聚苯胺（PANI）接枝在rGO表面，形成还原氧化石墨烯共价接枝聚苯胺（rGO-g-PANI）复合材料。
当该复合材料在石蜡中的掺杂比为30wt%时，获得最优的吸波性能，在厚度为3mm时，最小反射损耗（RL）可以达到-45.2dB，有效吸收带宽能够覆盖4.4GHz，这表明PANI纳米棒的接枝明显能够改善rGO的吸波性能；此外，为了突出rGO和PANI纳米棒接枝的增强效果优于二者的物理吸附，我们将rGO/PANI复合材料和rGO-g-PANI复合材料的吸波性能作了对比，并且对其机理进行了探讨。
（2）以类沸石咪唑酯骨架材料（ZIF-67）为芯材，以氧化锌（ZnO）为壳层，合成具有核壳结构的ZIF-67@ZnO纳米粒子，然后通过高温煅烧的方式，将ZIF-67中的有机物裂解掉，形成核壳结构的Co/NPC@ZnO纳米粒子，当30wt%的Co/NPC@ZnO纳米粒子混合在石蜡中时，该纳米粒子能够对电磁波产生最强的吸收效果；最后，我们将该纳米粒子与GO复合，通过水合肼的还原作用，形成rGO包裹Co/NPC@ZnO纳米粒子的三维网络结构，此三维网络结构的最小RL值为-45.4dB，有效吸收带宽为5.4GHz，而吸波剂的厚度仅有2mm，结合rGO的吸波性能，我们研究了Co/NPC@ZnO的增强机理。
石墨烯的制备及电化学性能研究
目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................... I I 1 引言 (1)1.1 石墨烯的制备 (2)1.1.1 机械剥离法 (2)1.1.2 电化学剥离法 (2)1.1.3 化学气相沉积法 (3)1.2 石墨烯电极材料的制备 (5)1.3 石墨烯电极材料电化学性能测试 (5)2 实验部分 (6)2.1 实验试剂 (6)2.2 实验仪器 (6)2.3 RHAC和GQDs的制备 (6)2.4 RHAC-GQDs的制备 (6)2.5 电极制备和电池组装 (7)3 结果和讨论 (8)3.1 分析了RHAC的比表面积和孔隙结构 (8)3.2 GQDs的拉曼光谱和荧光光谱分析 (8)3.3 红外光谱分析 (8)3.4 XRD分析 (8)3.5 扫描电镜分析 (9)3.6 循环伏安法测试分析 (9)3.7 恒流充放电试验分析 (9)3.8 电化学阻抗分析 (10)4 结论与展望 (12)4.1 结论 (12)4.2 主要创新点 (12)4.3 展望 (12)参考文献 (13)致谢............................................................................................ 错误!未定义书签。
摘要石墨烯由于其十分优异的电学、热学和机械性能及优良的透光率、比表面积大等优势而广泛的受到人们追捧。
尤其是在2004年成功制得稳定存在的石墨烯之后，更是兴起了一股研究石墨烯的潮流。
如何成本低廉、面积大、数量丰富、质量优异的制备石墨烯，并将其应用在实际生产中是研究人员努力的目标。
本文主要对这几年中一些改善的或新的石墨烯的制备方法以及其电化学性能做了综述，从中可以看到石墨烯在电学方面存在巨大的发展潜力。
水合肼还原氧化石墨烯
水合肼还原氧化石墨烯
水合肼是一种高效还原剂，可以用于还原氧化石墨烯。
氧化石墨烯是一种重要的碳基材料，具有优异的电学、光学和力学性质，因此在电子、能源、催化等领域具有广阔的应用前景。
水合肼还原氧化石墨烯的过程中，水合肼可以将氧化石墨烯表面的氧原子还原成羟基，从而使其导电性得到提高。
同时，水合肼还可以实现氧化石墨烯表面的清洁和修复，提高其质量和稳定性。
因此，水合肼还原氧化石墨烯的方法对于提高氧化石墨烯的质量和应用性能具有重要的意义。
水合肼是一种无色结晶体，其化学式为N2H4·H2O。
它是一种强还原剂，可以将许多金属、半导体和无机化合物还原成相应的金属或氧化物。
在还原氧化石墨烯的过程中，水合肼直接作用于氧化石墨烯表面的氧原子，通过电子转移将氧原子还原成羟基。
羟基的引入可以使氧化石墨烯表面的电子密度得到增加，从而提高其导电性。
此外，水合肼还可以起到去除氧化石墨烯表面污染物和修复其质量的作用。
氧化石墨烯在实际应用过程中往往会受到氧化、水分解、杂质污染等因素的影响，从而使其质量和稳定性降低。
水合肼可以将氧化石墨烯表面的杂质物质还原成相应的金属或氧化物，同时还可以填充氧化石墨烯表面的缺陷，从而实现氧化石墨烯表面的清洁和修复。
总之，水合肼可以作为一种高效的还原剂用于还原氧化石墨烯。
通过水合肼的还原作用，氧化石墨烯表面的氧原子得到还原，羟基得到引入，从而提高了氧化石墨烯的导电性。
同时，水合肼还可以实现氧化石墨烯表面的清洁和修复，提高其质量和稳定性。
因此，水合肼还原氧化石墨烯的方法在氧化石墨烯的制备和应用方面具有广阔的应用前景。
《还原氧化石墨烯及其复合材料的制备与气敏性能研究》范文
《还原氧化石墨烯及其复合材料的制备与气敏性能研究》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，二维材料因其独特的物理和化学性质在众多领域中展现出巨大的应用潜力。
其中，氧化石墨烯（GO）和其还原产物——还原氧化石墨烯（rGO）因其高导电性、大比表面积和良好的生物相容性等特性，在传感器、能源存储、复合材料等领域得到了广泛的研究。
本文将重点探讨还原氧化石墨烯及其复合材料的制备方法，以及其在气敏性能方面的研究。
二、还原氧化石墨烯的制备2.1 原料与设备制备还原氧化石墨烯的主要原料为天然石墨、强酸等。
所需设备包括高温炉、超声波处理器、离心机等。
2.2 制备过程制备过程主要包括氧化石墨的制备和还原两步。
首先，通过改进的Hummers法将天然石墨氧化成氧化石墨。
然后，利用还原剂（如氢气、水合肼等）在高温下对氧化石墨进行还原，得到还原氧化石墨烯。
三、复合材料的制备3.1 复合材料的选择与制备为了进一步提高还原氧化石墨烯的性能，常将其与其他材料复合，如聚合物、金属氧化物等。
以聚合物为例，通过溶液混合、原位聚合等方法将聚合物与rGO复合，得到具有良好气敏性能的复合材料。
四、气敏性能研究4.1 测试方法通过气敏传感器测试技术，对所制备的还原氧化石墨烯及其复合材料的气敏性能进行测试。
测试气体包括但不限于氨气、甲烷、甲醛等。
4.2 结果与分析经过测试发现，还原氧化石墨烯及其复合材料具有良好的气敏性能。
其中，复合材料因具有更多的活性位点和良好的导电性，表现出更优异的气敏性能。
此外，不同材料之间的协同效应也能提高气敏性能。
同时，我们也发现还原程度、材料形貌等因素对气敏性能具有重要影响。
五、结论本文研究了还原氧化石墨烯及其复合材料的制备方法，并对其气敏性能进行了深入研究。
结果表明，所制备的材料具有良好的气敏性能，为进一步开发高性能气敏传感器提供了新的思路。
然而，仍需进一步研究材料的制备工艺、性能优化等方面的问题，以提高材料的实用性和稳定性。
石墨烯的氧化还原法制备及结构表征(1)
收稿日期：2010-04-16。
收修改稿日期：2010-06-28。
国家自然科学基金资助项目(No ．40502008)。
＊通讯联系人。
E -mail ：sunhongjuan@ ；会员登记号：S130010615S 。
第一作者：杨勇辉，男，26岁，硕士研究生；研究方向：纳米材料制备。
石墨烯的氧化还原法制备及结构表征杨勇辉1孙红娟＊,2彭同江2(1西南科技大学理学院，绵阳621010)(2西南科技大学矿物材料及应用研究所，绵阳621010)摘要：采用改进的Hummers 法对天然鳞片石墨进行氧化处理制备氧化石墨，经超声分散，然后在水合肼的作用下加热还原制备了在水相条件下稳定分散的石墨烯。
用红外光谱、拉曼光谱、扫描探针显微镜和ζ电位仪对样品进行了结构、谱学、形貌和ζ电位分析。
结果表明，石墨被氧化后形成以C=O 、C -OH 、-COOH 和C -O -C 等官能团形式的共价键型石墨层间化合物；还原氧化石墨后形成的石墨烯表面的官能团与石墨的相似；氧化石墨烯和石墨烯在碱性条件下可形成稳定的悬浮液；氧化石墨烯和石墨烯薄片厚度为1.0nm 左右。
考察并讨论了还原过程中水合肼用量，体系反应温度、反应时间和pH 值对石墨烯还原程度和稳定性的影响，水合肼用量和反应时间是影响石墨烯还原程度的主要因素；pH 值对石墨烯稳定性影响较大。
关键词：石墨烯；氧化石墨；Hummers 法；氧化还原法中图分类号：O613.71文献标识码：A文章编号：100-4861(2010)11-2083-08Synthesis and Structural Characterization of Graphene by Oxidation ReductionYANG Yong -Hui 1SUN Hong -Juan ＊,2PENG Tong -Jiang 2(1College of Science,Southwest University of Science and Technology,Mianyang,Sichuan 621010)(2Institute of Mineral Materials &Application,Southwest University of Science and Technology,Mianyang,Sichuan 621010)Abstract:The graphite oxide (GO)was prepared from purified natural flake graphite by the modified Hummers method.The colloidal form of graphene was subsequently prepared by ultrasonicating GO in the presence of hydrazine hydrate.The samples were characterized by using FTIR,Raman,Scanning Probe Microscopy (SPM)and ζpotential technique.The results suggest that the graphite is oxidized to covalent bond -type graphite intercalation compounds with various oxygen bearing functional groups (C=O,C -O,C -OH,-COOH and C -O -C).FTIR spectra show that the surface functional groups of graphite and graphene are almost the same.Graphene oxide and graphene can readily form stable aqueous colloids in water or in alkali solution with uniform sheet thickness of 1nm.The factors affecting reduction degree and stability of graphene were discussed in reduction process,such as hydrazine hydrate dosage,reaction time and pH value in system.Reduction degree of graphene is mainly controlled by hydrazine hydrate dosage,reaction time in system while the stability is mainly affected by the pH value.Key words:graphene;graphite oxide;Hummers method;oxidation reduction石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶体结构的一种新型炭质材料，是自然界已知材料中最薄的一种材料。
原料尺寸对氧化石墨与石墨烯性能的影响
原料尺寸对氧化石墨与石墨烯性能的影响赵天宇;杨程;宋洪松【摘要】采用改进的Hummers法对不同尺寸的天然石墨进行氧化处理,水合肼还原获得石墨烯.利用红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)等对天然石墨、氧化石墨和石墨烯的化学结构、光谱学及结晶性进行表征.结果表明:天然石墨被充分氧化为氧化石墨,氧化石墨被还原为完美的石墨烯;天然石墨尺寸越小,氧化程度越大,氧化石墨的层间距越大;氧化石墨的D峰和G峰的强度比ID/IG与天然石墨尺寸大小成正比;与同尺寸的氧化石墨相比,石墨烯的ID/IG值比氧化石墨的大,说明石墨烯中sp2杂化碳层平面的平均尺寸小于氧化石墨的平均尺寸,新生成的石墨化区域被一些缺陷分割成尺寸更小的sp2杂化区域.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2014(000)009【总页数】7页(P76-82)【关键词】石墨烯;性能;X射线衍射;拉曼;红外【作者】赵天宇;杨程;宋洪松【作者单位】北京航空材料研究院钢与稀贵金属研究所,北京100095;北京航空材料研究院钢与稀贵金属研究所,北京100095;北京航空材料研究院钢与稀贵金属研究所,北京100095【正文语种】中文【中图分类】O646石墨烯自2004年被发现以来［1］，作为一种改变世界的新型炭材料，立刻引起了科研工作者的广泛关注。
石墨烯在理想状态下具有单层平面结构，而在实际情况下却是以两层或多层状态存在，其结构具有重要的研究意义。
石墨烯具有奇特的单分子层结构及sp2杂化的富电子表面，这使得它拥有很多新奇优异的物理化学性质，其理论比表面积高达2630m2·g－1［2］，具有超高的弹性模量（≈1100GPa）和断裂强度（125GPa）［3］，以及优良的热传导性（≈5000W·m－1·K－1）［4］和载流子传导率（200000cm2·V－1·s－1）［5］。
因此，石墨烯在场效应晶体管、传感器、纳米复合材料、微纳米器件、电池及超级电容器等能源材料领域都有广泛的应用前景［6－9］。
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由表1可见,影响氧化石墨烯还原的因素中,还原温度>柠檬酸钠用量>氧化石墨烯用量>还原时间㊂优化的氧化石墨烯还原工艺:氧化石墨烯0.4g ,柠檬酸钠3.5g ,100℃还原3.5h ㊂2.3 优化工艺下的耐洗性测试按照1.5所述测试方法,测得织物原样㊁洗涤20次㊁洗涤40次后的电荷面密度分别为0.028μC /m 2㊁0.140μC /m 2和0.195μC /m 2㊂由此可知,织物洗涤20次后电荷面密度显著增加,洗涤40次时电荷面密度增加速度减慢㊂其原因可能是,织物在前期洗涤过程中会有部分还原氧化石墨烯脱落,进而对其防静电性能产生影响㊂接下来的洗涤中,剩余的还原氧化石墨烯基本都紧密吸附于织物上,简单的洗涤并不能使其脱离纤维,所以电荷面密度会趋于稳定且较低,但是依然满足防静电面料带电电荷密度小于7μC /m 2的标准㊂3 结论(1)氧化石墨烯整理纯棉织物经过柠檬酸钠还原后具有优异的防静电性能,还原温度是影响最大的试验因素,最佳还原工艺为氧化石墨烯0.4g ,柠檬酸钠3.5g ,100℃还原3.5h ㊂最佳工艺下整理所得20c m×20c m 的纯棉织物,电荷面密度0.028μC /m 2㊂(2)柠檬酸钠还原氧化石墨烯整理织物具有优异的耐水洗性能,水洗40次后电荷面密度为0.195μC /m 2㊂参考文献:[1] 苗广远,韩伟伟,张占柱.氧化石墨烯在纯棉织物上的抗菌应用[J ].纺织导报,2016(12):58-61.[2] 胡希丽,田明伟,朱士凤,等.氧化石墨烯改性棉织物防紫外线性能研究[J ].棉纺织技术,2016,44(1):25-29.[3] 胡希丽,田明伟,曲丽君.纯棉织物的石墨烯防紫外导电导热功能整理[J ].印染,2015,41(9):1-5.[4] D O N G L ,HU C ,S O N G L ,e ta l .A L a r g e -a r e a ,F l e x ib l ea n d F l a m e -r e t a r d a n tG r a p h e n eP a p e r [J ].A d v a nc e dF u n c t i o n a lM a t e r i a l s ,2016,26(9):1470-1476.[5] 吉益民,陈国强,邢铁玲,等.功能性石墨烯整理纺织品的研究进展[J ].印染,2017,43(16):49-54.[6] 江文,陈玉祥.石墨烯结构性能及其应用[J ].化工设计通讯,2017,43(8):61.[7] T I S S E R A N D ,W I J E S E N A R N ,P E R E R AJR ,e ta l .H y d r o p h ob i cC o t t o n T e x t i l eS u r f ac e s U s i n g a n A m p h i p h i l i cG r a p h e n e o x ide (G O )C o a t i n g [J ].A p -pl i e dS u r f a c eS c i e n c e ,2015,324:455-463.[8] 黄家鹏,黄健,严琦.氧化石墨烯的绿色还原研究进展[J ].广州化学,2016,41(5):58-69.[9] 何飞雄,卞军,蔺海兰.氧化石墨烯的还原研究进展[J ].化工新型材料,2014,42(11):11-12,19.[10]赵静,张红.氧化石墨烯的可控还原及表征[J ].化工进展,2015,34(9):3383-3387.[11]杨珊珊,孙怡,耿瑶瑶.还原氧化石墨烯制备方法研究进展[J ].化学工程师,2016,30(10):37-40.[12]万武波,赵宗彬,胡涵,等.柠檬酸钠绿色还原制备石墨烯[J ].新型炭材料,2011,26(1):16-20.[13]彭伟军,王承二,胡宇,等.氧化石墨烯还原过程中产生的缺陷表征[J ].炭素技术,2016,35(3):12-15.[14]X U C h a o ,Y U A N R u s h e n g,WA N G X i n .S e l e c t i v e R e d u c t i o no f G r a p h e n e O x i d e (E n gl i s h )[J ].N e w C a r b o n M a t e r i a l ,2014,29(1):61-66.[15]葛昊,田辉,李明霞.反应条件对水合肼还原氧化石墨烯表面官能团还原效率的影响[J ].辽宁大学学报(自然科学版),2014,41(3): 243-250.㊃信息窗㊃‘棉纺织技术“期刊入选E B S C O 数据库E B S C O 数据库由美国E B S C O P u b l i s h i n g公司出版,覆盖自然科学㊁社会科学㊁人文和艺术等各类学科领域,有60多个数据库,其中全文数据库10余个㊂可为研究人员以及学者提供数以千计经过同行评审的全文学术期刊与学科索引,不断满足全球高等学府㊁科研院所㊁医学单位㊁公司企业㊁政府机关对可靠知识的需求,深受各界信赖㊂至此,本刊已被美国E B S C O 数据库㊁‘化学文摘“㊁‘乌利希国际期刊指南“,英国‘科学文摘“,‘俄罗斯文摘“等国内外多家知名数据库和文献源收录㊂在此,衷心感谢广大作者㊁读者多年来对本刊的大力支持!让我们共同努力,不断提高中文学术期刊的学术影响力! 本刊编辑部】83【C o t t o nT e x t i l eT e c h n o l o g y第47卷 第1期2019年1月=================================================。
水合肼还原氧化石墨烯的研究
水合肼还原氧化石墨烯的研究一、本文概述随着纳米科学技术的飞速发展，石墨烯作为一种新型的二维碳纳米材料，因其独特的物理和化学性质，如优异的电导性、高热稳定性和大的比表面积，在能源、电子、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
然而，石墨烯的广泛应用往往要求其具有良好的水溶性，而原始的石墨烯因其疏水性很难在水溶液中均匀分散。
因此，如何有效地将石墨烯氧化并还原为水溶性良好的氧化石墨烯，一直是科研工作者关注的焦点。
水合肼作为一种强还原剂，具有还原效率高、反应条件温和、产物纯度高等优点，因此在石墨烯的还原过程中具有广阔的应用前景。
本文旨在探讨水合肼还原氧化石墨烯的过程，包括反应机理、影响因素、反应动力学以及产物的结构和性能表征等方面。
通过系统地研究水合肼还原氧化石墨烯的过程，我们期望能够为石墨烯的大规模制备和应用提供理论支持和实验依据，同时也为其他碳纳米材料的还原提供有益的参考。
本文首先简要介绍了石墨烯的基本性质和应用前景，然后重点阐述了水合肼还原氧化石墨烯的研究现状和发展趋势。
接着，详细描述了实验所用的材料、设备和方法，包括氧化石墨烯的制备、水合肼还原过程的实验操作、产物的表征方法等。
在此基础上，我们对实验结果进行了深入的分析和讨论，探讨了水合肼还原氧化石墨烯的最佳工艺条件、反应机理以及产物的结构和性能。
总结了本文的主要研究内容和成果，并对未来的研究方向进行了展望。
二、文献综述氧化石墨烯（Graphene Oxide，GO）是一种二维的碳纳米材料，因其独特的电子、光学和力学性质，在能源、环境、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
然而，氧化石墨烯的进一步应用往往依赖于其表面官能团的还原，以便恢复其共轭结构和提高电导率。
水合肼（N₂H₄·H ₂O）作为一种强还原剂，已被广泛应用于氧化石墨烯的还原过程。
在早期的文献中，科学家们主要关注水合肼还原氧化石墨烯的反应条件和产物性质。
例如，等[1]在℃下使用水合肼还原GO，发现随着反应时间的延长，GO的含氧量逐渐降低，电导率逐渐提高。
石墨烯氧化还原法
四：石墨烯的氧化还原法制备及结构表征摘要：采用改进的 Hummers 法对天然鳞片石墨进行氧化处理制备氧化石墨，经超声分散，然后在水合肼的作用下加热还原制备了在水相条件下稳定分散的石墨烯。
用红外光谱、拉曼光谱、扫描探针显微镜和ζ电位仪对样品进行了结构、谱学、形貌和ζ电位分析。
结果表明，石墨被氧化后形成以 C=O、C-OH、-COOH 和 C-O-C 等官能团形式的共价键型石墨层间化合物；还原氧化石墨后形成的石墨烯表面的官能团与石墨的相似；氧化石墨烯和石墨烯在碱性条件下可形成稳定的悬浮液；氧化石墨烯和石墨烯薄片厚度为 1.0 nm 左右。
考察并讨论了还原过程中水合肼用量，体系反应温度、反应时间和 pH 值对石墨烯还原程度和稳定性的影响，水合肼用量和反应时间是影响石墨烯还原程度的主要因素；pH 值对石墨烯稳定性影响较大。
实验部分1.1原料:天然鳞片石墨(~74 μm)；高锰酸钾，浓硫酸，水合肼(50%)，均为化学纯，市售；5% H2O2溶液，0.05mol · L-1HCl 溶液，体系的 pH 值用 0.1mol · L-1NaOH溶液调节。
1.2制备氧化石墨制备：将 10 g 石墨、230 mL 98%浓硫酸混合置于冰浴中，搅拌 30 min，使其充分混合，称取 40 g KMnO4加入上述混合液继续搅拌 1 h 后，移入 40 ℃中温水浴中继续搅拌 30 min；用蒸馏水将反应液(控制温度在100 ℃以下)稀释至 800~1 000mL 后加适量 5% H2O2，趁热过滤，用 5% HCl 和蒸馏水充分洗涤至接近中性，最后过滤、洗涤，在 60℃下烘干，得到氧化石墨样品。
石墨烯制备：称取上述氧化石墨 0.05 g，加入到100 mLpH=11 的 NaOH 溶液中；在 150 W 下超声90 min 制备氧化石墨烯分散液；在 4000 r· min-1下离心 3 min 除去极少量未剥离的氧化石墨；向离心后的氧化石墨烯分散液中加入 0.1 mL 水合肼，在90 ℃反应 2 h，得到石墨烯分散液，密封静置数天观察其分散效果。
水合肼还原氧化石墨烯的研究
氧化石墨烯在电化学领域的应用主要涉及电池、电容器和电化学生物传感器 等。利用其良好的导电性能和比表面积，可提高电池的能量密度和充放电速度， 同时延长其使用寿命。此外，氧化石墨烯还可以作为电化学传感器用于检测生物 分子，为医疗诊断等领域提供了新的工具。 2.光学领域光学领域的应用主要包 括光吸收剂、光学器件和光催化等。
参考内容
氧化石墨烯是一种重要的碳材料，具有优异的物理化学性质和广泛的应用前 景。然而，其制备过程中的氧化步骤使其带负电荷，限制了其应用范围。因此， 对氧化石墨烯进行还原显得尤为重要。本次演示将综述近年来氧化石墨烯还原方 法的研究进展，包括热还原、化学还原和物理还原等方法，并讨论各种方法的优 缺点及未来发展方向。
氧化石墨烯在化学修饰领域的应用主要包括功能化改性、分子识别和药物传 递等。通过在其表面引入功能化基团，可实现对其导电性、亲疏水性和生物相容 性等性质的调控，拓展其在分子识别和药物传递等领域的应用。
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4、开发绿色合成路径：在保证产物质量的前提下，应注重开发环保、高效 的合成路径。例如，可以采用循环利用溶剂、副产物再利用等方式，实现绿色环 保的生产过程。
案例分析
为了更直观地说明水合肼还原氧化石墨烯的研究现状和不足，本次演示选取 了几篇具有代表性的研究案例进行分析。这些案例在一定程度上反映了当前研究 的进展和存在的问题。通过分析这些案例的特点、优点和不足之处，可以总结出 一些水合肼还原氧化石墨烯研究的经验和教值的关键步骤之一。本 次演示综述了近年来热还原、化学还原和物理还原等氧化石墨烯还原方法的研究 进展，并讨论了各种方法的优缺点及未来发展方向。随着科技的不断进步，相信 氧化石墨烯还原方法将会在更多领域得到广泛应用，为人类社会的发展做出贡献。
引言
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综述2⽯墨烯/⽆皂乳液聚合物纳⽶复合材料的制备及其在⾦属防腐的应⽤⽬录1.1⽯墨烯概述1.2⽯墨烯的制备1.2.1机械剥离法1.2.2化学⽓相沉积法1.2.3液相或⽓相直接剥离法1.2.4氧化⽯墨烯还原法1.2.4.1化学还原法1.2.4.2电化学还原法1.2.5外延晶体⽣长法1.2.5.1碳化硅外延⽣长法1.2.5.2⾦属催化外延⽣长法1.2.6热分解Si C法1.2.7 离⼦插层法1.2.8 溶剂热法1.2.9由碳纳⽶管制备⽯墨烯1.3⽯墨烯的特性及应⽤1.4⽆皂乳液聚合概述1.5⽯墨烯/聚合物纳⽶复合材料概述1.6⽯墨烯/聚合物纳⽶复合材料在⾦属防腐防腐⽅⾯的应⽤第⼀章绪论1.1⽯墨烯概述⽯墨烯由单层六边形晶体点阵上的碳原⼦组成，其厚度仅为0.35nm，是世界上最薄的⼆维材料。
⽯墨烯具有复式六⾓晶格，每个碳原⼦以SP2杂化的⽅式与相临三个碳原⼦相连（图1．），剩⼀个未参与杂化的p z轨道电⼦在垂直于⽯墨烯⼆维平⾯的⽅向上排列，并且相互叠加形成∏键，因⽽完美的⽯墨烯具有良好的导电性[1]。
⽯墨烯是构建其它维数碳材料的基本单元，包裹起来能够形成零维富勒烯，卷曲可形成⼀维的碳纳⽶管，⽽堆积⼜可形成三维⽯墨[2]，如图2。
由于⽯墨烯具有原⼦尺⼨的厚度，优异的电学性质，极其微弱的⾃旋轨道耦合，超精细相互作⽤的缺失以及对外场敏感等特性，使其在能源、环境、催化、电⼦、信息、⽣物和医药等领域具有⼴阔的应⽤前景[3-11]⾃从2004年Geim等⼈通过对⽯墨的微机械剥离成功制备后[12]，⽯墨烯受到了⼴泛的关注。
特别是2010年⽯墨烯获得了诺贝尔物理学奖之后，关于⽯墨烯的研究成果已在SCI检索期刊上发表了相关论⽂两千余篇，新型纳⽶材料⽯墨烯逐渐成为备受瞩⽬的国际前沿和热点。
据报道，此类材料具有许多独特的物理化学性质，⽐如硬度是⽬前已知物质中最⾼的(杨⽒模量超过1000GPa) [13]，热导率是钻⽯的两倍以上(～3000 W／mK) [14]，电荷迁移速度是半导体中最快的(2×105 cm2／Vs) [15]，⽐表⾯积⾼达2600m2／g[16]等等。