高浓度石墨烯水分散液的制备与表征
石墨烯的制备方法及表征研究_李惠茗
石墨烯的制备方法及表征研究李惠茗,张鹏云,李春新(甘肃省化工研究院,甘肃兰州 730020)摘要:石墨烯是一种新型二维碳纳米材料,具有许多独特的理化性质。
本文重点综述了目前石墨烯制备的主要方法,分析了各种制备方法的特点,对石墨烯表征手段进行了概述,并展望了其发展前景。
关键词:石墨烯;制备;表征中图分类号:O 613.71 文献标识码:A 文章编号:1671-5322(2010)03-0032-07收稿日期:2010-06-14基金项目:甘肃省精细化学品合成工艺和工程技术创新平台研究资助项目(094T T P A 001)作者简介:李惠茗(1975-),女,河北石家庄市人,工程师,主要研究方向为精细化工。
每隔几年,总会有一些具有特殊性质的材料被发现并引起科学界的轰动,比较典型的例子是高温超导体及碳纳米管的发现。
而于2004年被发现的石墨烯[1],由于具有许多特殊的性质,一经发现即毫无疑问地成为目前材料科学界的研究热点。
它的出现彻底颠覆了70年前由L a n d a u 和P e i e r l s 提出的绝对二维晶体是热力学不稳定的且不可能存在的传统理论。
石墨烯是由碳原子按正六边形紧密排列成蜂窝状晶格的单层二维平面结构。
因为可以由石墨烯卷成零维的富勒烯及一维的碳纳米管以及堆积成三维的石墨,所以它被称之为“碳材料之母”。
石墨烯结构非常稳定,各碳原子之间的连接非常柔韧,当施加外部机械力时,碳原子面就弯曲变形,从而使碳原子不必重新排列来适应外力而保持结构稳定。
这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导热性[3000W/(m ·K )]。
石墨烯最大的特性是其电子的运动速度达到了光速的1/300,远远超过了电子在一般导体中的运动速度,是目前已知材料中电子传导速率最快的,其室温下的电子迁移率可达15000c m 2/(V ·s )[2]。
石墨烯还表现出了完美的量子隧道效应、零质量的狄拉克费米子行为及异常的半整数量子霍尔效应[3]。
石墨烯复合材料的制备、表征及性能
石墨烯复合材料的制备、表征及性能郝丽娜【摘要】石墨烯属于一种二维晶体结构,它是由碳原子紧密堆积而成,其中有富勤烯、石墨以及碳纳米管等基本单元,这些都是碳的同位异形体.石墨烯在力学领域、电学领域、热学领域以及光学领域等都发挥出其优越的性能,因此,这一复合材料在当今已经成为了科学领域和物理学领域之中研究的焦点.对石墨烯复合材料的制备、表征以及性能进行分析,希望可以对石墨烯的应用与研究起到一定的帮助.%Graphene belongs to a two-dimensional crystal structure,which is formed by the close packing of carbon atoms.There are basic units such as rich olefins,graphite and carbon nanotubes,which are allomorphs of carbon.Graphene has exerted its superior performance in various fields such as mechanics,electricity,heat,and optics.Therefore,this composite material has become the focus of research in the fields of science and physics.This paper is to analyze the preparation,characterization and performance of graphene composites,and hope to help the applicationand research of graphene.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2019(045)009【总页数】2页(P128-129)【关键词】石墨烯复合材料;制备;表征;性能【作者】郝丽娜【作者单位】齐齐哈尔工程学院,黑龙江齐齐哈尔 161005【正文语种】中文【中图分类】TB332 ;TM53因为石墨烯所具有的二维晶体结构是比较特殊的，所以其纵横比很高、电子迁移率也很高，这就使得石墨烯在储能领域之中的应用前景十分广泛。
紫外还原法制备石墨烯
紫外还原法制备石墨烯李帅;藺玉胜;魏燕彦;胡海青【摘要】采用简单环保的紫外光照射法还原氧化石墨烯(GO)来制备分散性良好的石墨烯(RGO)水分散液.研究了3种不同还原剂(葡萄糖、硼氢化钠、羧甲基纤维素)的还原效果,验证了紫外光照射还原GO的反应机理.对反应产物用紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、拉曼散射光谱(Raman)、X-射线衍射(XRD)等测试手段进行了表征.结果表明:紫外光照射可以有效地将GO表面的含氧基团还原,制备出的石墨烯分散性良好,可均匀分散在水溶液中并可以保持稳定状态达3周以上,有效地解决了石墨烯不易分散在溶剂中的缺点.%In this regard, graphite oxide (GO) with various oxygen containing functional groups shows good compatibility with water.At the same time, the oxygen containing functional groups also provide the graphene oxide some new features, such as excellent dispersion and compatibility with polymer having polar groups, etc.In this paper, the graphene with well dispersibility in water was prepared from graphene oxide (GO) by using a facile and environmentally benign method-UV radiation reduction.The reduction effects of three different reductants (glucose, sodium borohydride and carboxymethyl cellulose) were investigated and the reduction mechanism was proved in the paper.The graphene obtained are characterized by UV-visible absorption spectrum (UV-vis), Raman spectroscopy (Raman) and X-ray diffraction (XRD), etc.The result shows that: the oxygen-containing groups of GO can be restored effectively by UV-vis light and the prepared graphene with well dispersibility can be uniformly dispersed in the aqueous solution andkeep stable for more than 3 weeks and the problem of poor compatibility of graphene is effectively solved by UV radiation reduction with suitable reductants.The reduction effect of the graphene oxide (GO) aqueous solution without reducing agents is the worst.Sodium borohydride reducing agent is the best reductant among the three reducing agents.Some CMC (glue system) in the system is an effective way to maintain the long-term stability of the graphene in water.【期刊名称】《青岛科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(037)006【总页数】6页(P631-636)【关键词】石墨烯;葡萄糖;硼氢化钠;羧甲基纤维素;紫外还原【作者】李帅;藺玉胜;魏燕彦;胡海青【作者单位】青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛 266042;青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛 266042;青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛 266042;青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛 266042【正文语种】中文【中图分类】TB321石墨烯是单层碳原子紧密堆砌而成的二维蜂巢晶格结构的平面薄膜材料[1]，2004年GEIM等首次成功分离出稳定的石墨烯[2]。
高浓度石墨烯水分散液的制备与表征
高浓度石墨烯水分散液的制备与表征王晨;燕绍九;南文争;王继贤;彭思侃【摘要】利用高压均质液相剥离法,以鳞片石墨为原料,水为介质,制备高浓度石墨烯水分散液.采用紫外可见光谱研究表明活性剂浓度、高压均质压力和循环次数对石墨烯水分散液浓度CG的影响.通过拉曼光谱、扫描电镜、透射电镜、激光粒度仪分析水分散液中石墨烯的结构和形貌.结果表明:通过调节各工艺参数,获得了浓度为324.3mg·L-1的石墨烯水分散液,所得浓度是超声液相剥离法的10倍;石墨烯水分散液中石墨烯缺陷少、厚度薄、片径大,具有良好的品质;将所得石墨烯分散液制备石墨烯自支撑膜,其电导率可达3.2×104S·m-1.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2019(047)004【总页数】8页(P56-63)【关键词】鳞片石墨;高压均质液相剥离;石墨烯水分散液;高浓度【作者】王晨;燕绍九;南文争;王继贤;彭思侃【作者单位】中国航发北京航空材料研究院石墨烯及应用研究中心,北京100095;中国航发北京航空材料研究院石墨烯及应用研究中心,北京100095;中国航发北京航空材料研究院石墨烯及应用研究中心,北京100095;中国航发北京航空材料研究院石墨烯及应用研究中心,北京100095;中国航发北京航空材料研究院石墨烯及应用研究中心,北京100095【正文语种】中文【中图分类】TQ127.1+1作为目前最为理想的二维材料，石墨烯具有优异的力学、电学、光学和热学性能，有望引发从结构材料到功能材料领域广泛的材料革命[1-7]。
为了实现石墨烯的工程应用，自2004年英国物理学家首次通过微机械剥离法制备出石墨烯[8]以来，在过去的十几年中，人们不断探索低成本、大规模生产石墨烯的方法[9-11]。
目前，有望实现石墨烯大规模生产的方法主要有2种：基底原位化学生长法[12]和天然石墨液相剥离法[13]。
第一种方法如化学气相沉积法虽能获得缺陷少、单原子层的大尺寸石墨烯薄膜，但是该方法耗能、耗时，石墨烯的转移过程复杂、成本较高、大规模生产难度较大。
石墨烯制方法：Hummers法
改进的Hummers法制备氧化石墨改进的Hummers法制备氧化石墨：在冰水浴中装配好500 ml的反应瓶，将5 g石墨粉和5 g硝酸钠与200 ml 浓硫酸混合均匀，搅拌下加入25 g高氯酸钾，均匀后，再分数次加入15 g高锰酸钾，控制温度不超过20 ℃，搅拌一段时间后,撤去冰浴，将反应瓶转移至电磁搅拌器上，电磁搅拌持续24 h。
之后，搅拌下缓慢加入200 ml去离子水，温度升高到98 ℃左右，搅拌20 min后，加入适量双氧水还原残留的氧化剂，使溶液变为亮黄色。
然后分次以10000 rpm转速离心分离氧化石墨悬浮液，并先后用5％HCl溶液和去离子水洗涤直到分离液pH=7。
将得到的滤饼真空干燥即得氧化石墨。
氧化石墨的制备工艺流程如图3—1所示。
注：低温反应(＜20℃）中,由于温度很低,硫酸的氧化性比较低，不足以提供插层反应的驱动力，所以，石墨烯原先没有被氧化.当加入高锰酸钾后，溶液的氧化性增强，石墨烯的边缘首先被氧化。
随着氧化过程的进行和高锰酸钾加入量的增加，石墨里的碳原子平面结构逐渐变成带有正电荷的平面大分子,边缘部分因氧化而发生卷曲。
此时，硫酸氢根离子和硫酸分子逐渐进入石墨层间,形成硫酸-石墨层间化合物。
中温反应(＜40℃）时，硫酸-石墨层间化合物被深度氧化，混合液呈现褐色。
高温反应（90℃—100℃）阶段，残余的浓硫酸与水作用放出大量的热,使混合液温度上升至 98℃左右，硫酸—石墨层间化合物发生水解，大量的水进入硫酸-石墨层间化合物的层间，成为层间水并排挤出硫酸,而水中的 OH—与硫酸氢根离子发生离子交换作用,置换出部分硫酸氢根离子并与石墨层面上的碳原子相结合，结果使石墨层间距变大，出现石墨烯体积膨胀现象，此时溶液呈亮黄色。
在水洗和干燥过程中，氧化石墨层间的 OH-与 H+结合以水分子形式脱去，因此产物由金黄色逐渐变成黑色.石墨烯制备：图3-2为氧化石墨制备石墨烯的工艺流程图.将氧化石墨研碎，称取300 mg分散于60 ml去离子水中，得到棕黄色的悬浮液，超声分散1 h后得到稳定的胶状悬浮液.然后转移到四口烧瓶中，加入600 mg 硼氢化钠和50 mg十二烷基苯磺酸钠，升温至80 ℃,在此条件下回流16 h后离心分离，依次用丙酮和去离子水洗涤至pH=7,将得到的滤饼真空干燥后保存备用, 记为GS1。
石墨烯分散液
石墨烯分散液石墨烯是一种二维蜂窝状碳质新材料，由于其独特的结构石墨烯具有很多优异的性能。
石墨烯的电子迁移率(2×105cm2·v-1·s-1)，比硅半导体高100 倍。
石墨烯的力学性能也十分优异，研究者们通过原子力显微镜的针尖测量得到石墨烯的杨氏模量为 1 TPa。
石墨烯还具有独特的光学性能，单层的石墨烯仅仅吸收2.3 %的白光，对于5 层以内的石墨烯，吸光会随着层数而线性递增。
石墨烯具有如此多优异性能，可以作为光电性能优良的电子器件，被广泛研究应用于太阳能电池，传感器，显示器的部件。
高浓度稳定分散的石墨烯分散液有着巨大的应用前景，可以应用于石墨烯复合材料的制备，透明导电薄膜的工业化生产等。
但石墨烯片不亲水也不亲油，并且由于范德华力还容易发生团聚，难以长时间稳定分散在溶液中。
对于如何改善石墨烯的分散性问题，有大量的科研人员在这方面作了一系列研究，其方法主要集中在对石墨炼的表面改性、引入外来分子如负载纳米粒子、加入表面活性剂分子、引入高分子以及掺杂芳香族大分子等，也有利用还原的氧化石墨炼面内或边缘含氧官能团的静电排斥作用以减弱片层间的范德华力来达到稳定分散的目的。
最近也有报道在不加任何表面活性剂或稳定剂的情况下，通过调节分散介质的pH值达到稳定分散石墨烯的效果。
目前，用于分散石墨烯的体系主要有三种:(1)表面活性剂水溶液; (2)有机溶剂; (3)超酸。
然而，在水溶液中使用表面活性剂所得到的石墨烯的分散液浓度偏低，目前文献报道的最高值仅有0.3mg/mL;有机溶剂可得到较高浓度的石墨烯分散液，最高可达1.2mg/mL，但有机溶剂成本髙，沸点高，且不易除去，影响石墨烯的后续应用;在超酸体系中能得到目前最高浓度的石墨烯分散液(2mg/mL)，但该体系具有强酸性，对设备要求高且操作过程不易控制，很难拓展到其它应用中。
若能在水溶液体系中得到高浓度石墨烯的分散液，无疑能促进石墨烯在多领域中的广泛应用，这正是石墨烯研究领域中的一个重要课题。
疏水石墨烯水相分散液的制备及电化学性能
疏水石墨烯水相分散液的制备及电化学性能金成勋;李丹丹;李久铭;余愿;李豫珍;只金芳【摘要】通过未添加表面活性剂和稳定剂而得到均匀的石墨烯水相分散液的方法,近来来成为研究的一大热点.本工作通过提高水合肼的用量,来替代表面活性剂或者其它稳定剂的作用,得到了良好的均匀的水相石墨烯分散液,可长期稳定存放,6个月内未发生团聚现象.其Zeta电位低于-32.5mV(pH值为5.89),原子力显微镜和透射电子显微镜图像表明产物为具有褶皱结构的、六方晶系的单层石墨烯结构,厚度为0.38nm.XPS分析显示这种方法对于除去羟基和环氧基团起到了有效的作用.利用这种分散液所制备的石墨烯-玻碳电极(GE-GCE)在检测抗坏血酸(AA)和尿酸(UA)时,比普通玻碳电极(GCE)显示出更良好的电化学响应.%The direct dispersion of hydrophobic graphene sheets in water without the assistant of surfactant stabilizers has recently been recognized as an important task for production of individual graphene sheets. We developed a facial method to disperse hydrophobic graphene sheets in aqueous medium through enlarging the amount of hydrazine-hydrate in the absence of surfactant or any other foreign electrostatic stabilization agents. Homogeneous aqueous graphene dispersion had produced lower zeta potential of more negative than-32. 5 mV at solution pH of 5. 89 and was stable for six months without any precipitate. The folded individual single-layer graphene sheets with 0. 38 nm layer thick and the formation of a hexagonal crystalline graphene structure were observed from AFM and TEM images, respectively. XPS analysis showed the efficient reduction of graphene oxide. As-prepared graphene-glassy carbon electrode (GE-GCE)showed a relatively sensitive electrochemical response toward the detection of AA and UA than glassy carbon electrode (GCE).【期刊名称】《影像科学与光化学》【年(卷),期】2012(030)004【总页数】9页(P280-288)【关键词】石墨烯;分散液;水合肼;电化学响应【作者】金成勋;李丹丹;李久铭;余愿;李豫珍;只金芳【作者单位】中国科学院理化技术研究所光化学转换与功能材料重点实验室,北京100190;中国科学院研究生院,北京100049;朝鲜国家科学院电子材料研究所功能材料实验室,平壤,朝鲜;中国科学院理化技术研究所光化学转换与功能材料重点实验室,北京100190;中国科学院研究生院,北京100049;中国科学院理化技术研究所光化学转换与功能材料重点实验室,北京100190;中国科学院研究生院,北京100049;中国科学院理化技术研究所光化学转换与功能材料重点实验室,北京100190;中国科学院理化技术研究所光化学转换与功能材料重点实验室,北京100190;中国科学院研究生院,北京100049;中国科学院理化技术研究所光化学转换与功能材料重点实验室,北京100190【正文语种】中文【中图分类】O64石墨烯是一种具有蜂巢状晶格结构的二维碳素材料，具有优良的电、热和机械性能[1－2]，可应用于多领域，如纳米电子器件[3，4]、纳米复合材料[5－7]、化学传感器和生物传感器[8－11]等.目前，已报道的制备石墨烯方法有机械剥离法[12]、晶体外延法[13]、化学气相沉积法（CVD）[14]以及化学溶液法[15－23]等.其中，化学溶液法成本低，在石墨烯制备中得到广泛使用，但是溶液法中所制备的石墨烯片在无分散剂或者稳定剂存在的情况下，容易发生团聚，影响石墨烯的性能.所以如何阻止石墨烯团聚，是一项很重要的工作[15].前人为了获得稳定的石墨烯分散液，通常利用了一些添加剂，如聚合物稳定剂[16，17]，表面活性剂[18，19]或者是其他小分子稳定剂[20，21].然而，所添加的异物存在于石墨烯片之间，会降低石墨烯的纯度，影响它的性能.因此，不添加表面活性剂制备石墨烯分散液的方法受到关注[15，22，23].Li[15]等用适当量的肼和氨水来得到石墨烯水相分散液，所产生的石墨烯片显示厚度为1 nm.而Vincent[22]等在无水肼中分散氧化石墨烯膜，制备了石墨烯－无水肼分散液，得到的石墨烯片厚度为0.6 nm.而文献[23]中虽然也以过量肼还原氧化石墨烯（氧化石墨与肼质量比是1∶125），并在乙醇／水混合溶液中分散产物，但未能制成单层石墨烯片，且稳定期间只有几周.本文介绍一种稳定的石墨烯水相分散液的制备方法，用大量水合肼（氧化石墨与肼质量比是1：295）来代替其它稳定剂，所制得的石墨烯片厚度为0.38 nm，而且可有长达6个月的稳定期.利用该分散液制备的石墨烯－玻碳电极用于检测AA和UA时，其电化学响应良好.1 实验部分1.1 氧化石墨烯（GO）的水分散液的制备氧化石墨烯是由纯净的天然石墨粉（Sigma－Aldrich公司）经氧化处理而成[24].氧化石墨烯首先用2 mol／L的盐酸除去金属离子，去离子水洗净，然后用140 mL的去离子水溶解，制成0.57 mg／mL的悬浮液.制得的GO悬浮液经超声波处理器处理30 min，再用离心机（旋转速率10000转／min）进行15 min的离心处理，除去未氧化剥离成片的石墨，最后制得均匀的0.5 mg／mL的黄褐色GO分散液.1.2 石墨烯（GE）水相分散液的制备GE水相分散液是通过简单的化学还原反应制备的.水合肼作为还原剂，不添加任何分散剂.将10 mL的水合肼（质量分数为80%）与70 mL GO水相分散液（浓度为0.5 mg／mL）混合，于70°C下搅拌12 h，最终制得石墨烯（GE）的水相分散液.1.3 石墨烯－玻碳电极（Graphene－Glassy Carbon Electrode，GE－GCE）的制备将已制备的石墨烯分散液用去离子水稀释22倍，超声波处理5 min.将稀释好的石墨烯溶液与等体积的乙醇混合，超声处理1 min.然后将5μL的溶液滴加在玻碳电极上，自然干燥1 h.滴加溶液前，将玻碳电极依次用1.0、0.3、0.05的氧化铝粉抛光，然后在水和乙醇中分别经超声波处理一段时间，室温干燥.然后直接用于电化学检测.1.4 仪器设备由Zeta电位分析仪（Zetasizer 3000 HSA，Malvern仪器，英国）检测所制备的石墨烯和氧化石墨水相分散液的Zeta电位.利用UV－Vis分光光度仪（Varian Cry5000）表征所制备的石墨烯和氧化石墨水相分散液的吸收特性.石墨烯片的AFM和TEM图像是分别用原子力学显微镜（Veeco，美国）和透射电子显微镜TEM（Philips Tec nai G20）得到的.XPS（扫描X射线微探针，PHI Quantera，ULVAC－PHI，Inc.）用以表征氧基功能团的还原程度.样品的结晶度用X射线衍射仪（XD－2，Cu／Kα，5°—70°；Purkinje General Instrument Co.，Ltd）表征.电化学检测在电化学工作站（263A Princeton）上进行，采用三电极体系，其中工作电极是直径为3 mm的被GE石墨烯片修饰的玻碳电极，参比电极是Ag／AgCl电极，对电极是Pt电极.2 结果与讨论石墨烯片本身具有容易凝聚的属性.水溶液中石墨烯片之间吸引力和排斥力只有在达到平衡的条件下，才能保持稳定性.相反，氧化石墨因具有许多含氧功能团形成的层状结构，通过简单的超声波处理，就能够分散在水中.GO的Zeta电位值表明，带负电的GO层通过静电斥力能形成稳定的水悬浮液（图1a）.水溶液中如果没有表面活性剂或者其它稳定剂，肼还原的疏水石墨烯片很容易团聚[15，21].我们未添加任何表面活性剂或稳定剂，仅增大水合肼的用量来制备石墨烯水分散液，以提高其纯度和还原度.过量的肼不仅可以对氧化石墨烯片起到还原剂的作用，而且可环绕在疏水性石墨烯片周围，增大石墨烯片间的排斥力，从而阻止石墨烯片在水中的团聚.图1 （a）GO和GE分散液（浓度约为0.06 mg／mL）的Zeta电位值随pH变化的曲线；（b）制备的GE稳定分散液（GO∶N2 H 4＝1∶295，质量比）的Zeta电位曲线Zeta potential of GO and GE aqueous dispersion（at concentration of～0.06 mg／mL）as a function of pH（a），and Zeta potential curve of stable aqueous GE dispersion（GO∶N2 H 4＝1∶295，mass ratio）（b）图1（a）显示随着水合肼含量增加，溶液的pH值逐渐增大，对于pH值在5.81—9.21范围内的GE水分散液，Zeta电位值低于一般稳定值（－30 m V），说明在不使用其他稳定剂的条件下也可以形成稳定的石墨烯水相分散液.图1（b）是所制备的稳定的石墨烯水相分散液（氧化石墨与肼质量比是1∶295）的Zeta电位曲线.可以看出这条曲线在－32.5m V的Zeta电位位置形成很窄且强的曲线，可证明石墨烯水分散液的稳定性.这种GE水分散液能稳定存在六个月，不产生任何团聚物（见图2）.均匀的GE水分散液用紫外可见光光谱仪表征（图3），图中显示，GO悬浮液的吸收峰在230 nm处，而GE水分散液的峰值在265 nm处，有明显的红移，说明经过还原过程，形成了均匀的石墨烯分散液[25].图4所示是GE分散液中石墨烯片的TEM和AFM图像.图4（a）是高倍TEM电镜照片，说明分散液是由一些超薄石墨烯片组成的，并且能观测到典型的褶皱结构.选区电子衍射（SAED）测试显示有明显的6点对称.这些内外侧的衍射点与石墨的（1100）和（2110）晶面相对应.可以看出内侧点比外侧点更亮，说明被观测的石墨烯片是单层的[5－7].图4b的AFM照片显示两个单层石墨烯片（约2μm大小）重叠的样子.两箭头间的高度差是0.38 nm，表明制备的样品几乎是纯净的单层石墨烯片.黄色的带线可能是褶皱区域，与TEM的结果是一致的.图5是对GO和GE的高倍XPS分析，可见氧基功能团在GO中以C—O（碳氧单键，286.8e V）、C O（羰基，288.0e V）和O—C O（羧基，289.1e V）的形式存在[25，26][图5（a）].图5（b）表明，GE中的碳氧键明显被还原，形成了C—C／CC（284.8 e V）的sp2杂化轨道.而GE中的C—N键（285.7 e V）说明还原过程中出现了与肼相关的基团.GO和GE的O1s光谱[图5（c）、5（d）]进一步证实了因过量水合肼而引起的脱氧过程.O1s光谱中有位于532.5 eV（C—OH）、530.6 e V（OC—OH）、533.1 e V（H 2 O）、531.7 e V（CO）[27]的峰，这些峰的相对强度说明过量水合肼对于氧基功能团有明显的还原作用.图6是GCE和GE－GCE在含有0.01 mol／L[Fe（CN）6]3－／4－的0.1 mol／L KCl溶液中，以50 m V／s扫描获得的循环伏安曲线.GE－GCE电极的峰电流是GCE电极的1.6倍，峰间距基本相同，由此可以看出未加分散剂制备的石墨烯片显示出更加良好的电化学响应.图6 GCE（虚线）和GE－GCE（实线）的循环伏安曲线电解质：含有0.01 mol／L[Fe（CN）6]3－／4－的0.1 mol／L KCl溶液，扫描速率：50 m V／sCVs of bare GCE（dash line）and GE－GCE（solid line）in 0.1 mol／L KCl supporting electrolyte containing 0.01 mol／L[Fe（CN）6]3－／4－，scan rate：50 m V／s图7中对比了GCE电极和GE－GCE电极分别在UA和AA溶液中的电化学响应.GE－GCE的响应峰较窄，而且氧化峰电流是GCE的1.5倍[图7（a）].此外，GE－GCE在AA中的响应比GCE要强[图7（b）].未加分散剂所制备的石墨烯片在玻碳电极上对于UA和AA有明显响应，这是由于未加分散剂所得到的石墨烯片具有良好的载流子传递特性，而且石墨烯片本身的边界结构对于电化学响应起到有利的作用[10，11].当氧化石墨和肼的质量比是1∶295时，所得到的石墨烯水相分散液是最稳定的，因此由这种分散液所制备的石墨烯片更明显地显示出石墨烯片本身的特性.3 结论图7 GCE电极（虚线）和GE－GCE电极（实线）分别在1 mmol／L UA（a）和1 mmol／L AA（b）中的循环伏安曲线电解质：0.1 mol／L（pH 7.4）PBS溶液，扫描速率：50 m V／sCVs of 1 mmol／L UA（a）and 1mmol／L AA（b）based on bare GCE（dash line）and GE－GCE（solid line）in 0.1 mol／L （pH 7.4）PBS solution，scan rate：50 m V／s在不添加何异质表面活性稳定剂的条件下，用过量肼（GO∶N2 H 4＝1∶295，mass ratio）制备稳定的石墨烯水相分散液.所得到的石墨烯片厚度为0.38 nm，接近于理想单层石墨烯厚度.肼除了用作还原剂还原氧化石墨烯外，还环绕在疏水性石墨烯片之间，增大了排斥力阻止凝聚，提高了稳定性.所制备的石墨烯水相分散体系放置6个月后未出现任何凝聚物，可稳定存在.由石墨烯分散液所制备的石墨烯，具有良好的电化学性能.致谢：本研究得到中国国家自然科学基金（21175144）和中国留学基金委的资助，对此我们深表感谢.参考文献：[1] Novoselov K S，Jiang Z，Zhang Y，et al.Room－temperature quantum hall effect in graphene[J].Science，2007，135（5817）：1379.[2] Özyi lmaz B，Herrero P J，Efetov D，et al.Electronic transport in locally gated graphene nanoconstrictions[J].Appl.Phys.Lett.，2007，91（192107）：1－3.[3] Tung V C，Allenm J，Yang Y，et al.High－throughput solution processing of large－scale graphene[J].Nature Nanotechnology，2009，4：25－29.[4] Eda G，Fanchini G，Chhowalla rge－area ultrathin films of reduced graphene oxide as a transparent and flexible electronicmaterial[J].Nature Nanotechnology，2008，3：270－274.[5] Liao K H，Mittal A，Bose S，et al.Aqueous only route toward graphene from graphite oxide[J].ACS NANO，2011，5（2）：1253－1258.[6] Li S S，Tu K H，Lin C C，et al.Solution－processable graphene oxide as an efficient hole transport layer in polymer solar cells[J].ACS NANO，2010，4（6）：3169－3174.[7] Chen G L，Shau S M，Juang T Y，et al.Single－layered graphene oxide nanosheet／polyaniline hybrids fabricated through direct molecular exfoliation[J].Langmuir，2011，27（23）：14563－14569.[8] Hou S F，Kasner mL，Su S J，et al.Highly sensitive and selective dopamine biosensor fabricated with silanized graphene[J].J.Phys.Chem.C，2010，114（35）：14915－14921.[9] Dey R S，Raj C R.Development of an amperometric cholesterol biosensor based on graphene Pt nanoparticle hybridmaterial[J].J.Phys.Chem.C，2010，114（49）：21427－21433.[10] Artiles M S，Rout C S，Fisher T S.Graphene－based hybrid materials and devices for biosensing[J].Adv.Drug Deliv.Rev，2011，63（14－15）：1352－1360.[11] Kuilaa T，Bosea S，Khanraa P，et al.Recent advances in graphene－based biosensors[J].Biosensors and Bioelectronics，2011，26（12）：4637－4648.[12] Geim A K，Novoselov K S.The rise of grapheme[J].Nature materials，2007，6：183－191.[13] Zangwill A，Vvedensky D D.Novel growth mechanism of epitaxial graphene onmetals[J].Nano Lett.，2011，11（5）：2092－2095.[14] Li X S，Zhu Y W，Cai W W，et al.Transfer of large－area graphene films for high－performance transparent conductive electrodes[J].Nano Lett.，2009，9（12）：4359－4363.[15] Li D，mLler M B，Gilje S，et al.Processable aqueous dispersion of graphene nanosheets[J].Nature Nanotechnology，2008，3：101－105. [16] Liu S，Tian J Q，Wang L，et al.Stable aqueous dispersion of graphene nanosheets：noncovalent functionalization by a polymeric reducing agent and their subsequent decoration with Ag nanoparticles for enzymelesshydrogen peroxide detection[J].Macromolecules，2010，43（23）：10078－10083.[17] Jo K Y，Lee T M，Choi H J，et al.Stable aqueous dispersion of reduced graphene nanosheets via non－covalent functionalization with conducting polymers and application in transparent electrodes[J].Langmuir，2011，27（5）：2014－2018.[18] Park S，Mohanty N，Suk J.W，et al.Biocompatible，robust free－standing paper composed of a tween／graphene composite[J].Adv.Mater，2010，22（15）：1736.[19] Green A A，Hersam M C.Solution phase production of graphene with controlled thickness via density differentiation[J].Nano Lett.，2009，9（12）：4031－4036.[20] Xu Y X，Bai H，Lu G W，et al.Flexible graphene films via the filtration of water－soluble noncovalent functionalized graphenesheets[J].Am.Chem.Soc.，2008，130（18）：5856－5857.[21] Si Y C，Samulski E T.Synthesis of water soluble graphene[J].Nano Lett.，2008，8（6）：1679－1682.[22] Tung V C，Allenm J，Yang Y，et al.High－throughput solution processing of large－scale graphene[J].Nature Nanotechnology，2009，4：25－29.[23] Pham V H，Cuong T V，Hur S H，et al.Fast and simple fabrication of a large transparent chemicallyconverted graphene film by spray－coating[J].Carbon，2010，48（7）：1945－1951.[24] Kovtyukhova N I，Ollivier P J，Martin B R，et yer－by－layerassembly of ultrathin composite films from micron－sized graphite oxide sheets and polycations[J].Chem.Mater.，1999，11（3）：771－778.[25] Kim T Y，Lee H W，Kim J E，et al.Synthesis of phase transferable graphene sheets using ionic liquid polymers[J].ACS NANO，2010，4（3）：1612－1618.[26] Liu J，Jeong H，Liu J，et al.Reduction of functionalized graphite oxides by trioctylphosphine in non－polar organic solvents[J].Carbon，2010，48（8）：2282－2289.[27] Akhavan O.The effect of heat treatment on formation of graphene thin films from graphene oxide nanosheets[J].Carbon，2010，48（2）：509－519.。
石墨烯分散液的作用_解释说明以及概述
石墨烯分散液的作用解释说明以及概述1. 引言1.1 概述石墨烯是由碳原子形成的二维单层结构，具有出色的导电性、导热性和机械性能，且在光学和化学方面具有特殊特性。
然而，石墨烯在大规模应用中面临着困难，主要是因为其极高的结晶度使得其自发地聚集在一起形成堆积物。
为了解决这个问题并扩展其应用领域，人们开始使用石墨烯分散液。
1.2 文章结构本文将首先讨论石墨烯基础知识，包括其结构特点、物理和化学性质以及制备方法。
然后我们会详细介绍石墨烯分散液的定义，并探讨常见的制备方法。
接下来，我们会解释说明石墨烯分散液在分散效果提升、应用领域扩展和功能性增强方面发挥的作用。
最后，我们将概述当前市场情况、未来发展趋势和潜在应用领域，并给出结论。
1.3 目的本文旨在全面了解并解释说明石墨烯分散液的作用。
通过深入探索石墨烯分散液的概念、制备方法和应用，我们将揭示其在改善分散效果、扩展应用领域以及增强功能性方面的潜力。
从而为读者提供对这一新兴材料有更全面认识的基础，并展望其未来发展方向，并为实际应用带来启示。
2. 石墨烯分散液的作用2.1 石墨烯基础知识石墨烯是一种单层厚度仅为一个原子的二维结构材料，由碳原子通过共价键连接而成。
其具有出色的导电性、导热性和机械强度，以及优异的光学性能。
这些特殊属性使得石墨烯成为许多领域的重要材料。
2.2 石墨烯分散液的定义石墨烯分散液是指将石墨烯在溶剂中进行均匀分散形成的液体。
通常情况下，为了将石墨烯有效地应用于各种领域，需要将其从固态转变为可溶解于溶剂中的分散液。
2.3 石墨烯分散液的制备方法制备高质量的石墨烯分散液是一个挑战性任务，因为不同步骤可能会引入不完美和杂质。
一种常用的方法是通过机械剥离法制备高品质的单层或少层厚度的石墨烯，并将其离散化到溶剂中。
另外，还存在其他方法如化学气相沉积法和液相剥离法等。
石墨烯分散液的作用超越了单纯的形态转换，它在许多方面发挥着关键作用。
2.3.1 分散效果提升石墨烯分散液能够在溶胀基体中均匀分散，使得石墨烯具有更大的比表面积和较高的可接触面积。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。