石墨烯及其復(fù)合材料的制備與表征.pdf

1、石墨烯以其獨(dú)特的載流子特征和優(yōu)異的光電學(xué)性質(zhì)，被認(rèn)為是目前已知導(dǎo)電性能最出色的材料，同時也是已知最薄，最為堅(jiān)硬的材料，因此石墨烯及其復(fù)合材料受到了各國學(xué)者的關(guān)注。制備石墨烯的方法很多，其中氧化-還原法由于成本較低，適合大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)成為研究焦點(diǎn)，但由于還原過程中需要用到水合肼或碘化氫等有毒試劑限制了這種方法的普遍應(yīng)用，而低溫真空熱處理法還原氧化石墨烯是一種低毒、環(huán)保、簡便易行適合大批量生產(chǎn)的方法，這為制備石墨烯及其復(fù)合材料提供了一條新

2、途徑。
　　 本文采用超聲輔助Hummers法制備層間距較大，氧化程度較高的氧化石墨烯，采用化學(xué)還原法(還原劑為水合肼、碘化氫和氫氧化鈉等)和低溫真空熱處理法對氧化石墨烯進(jìn)行還原得到石墨烯，并將石墨烯與聚苯胺復(fù)合制備出了石墨烯/聚苯胺復(fù)合導(dǎo)電材料。采用X射線衍射儀(XRD)研究氧化石墨的層間距和氧化程度以及石墨烯的還原程度；采用紅外光譜測試儀(FT-IR)測定產(chǎn)物中所含的官能團(tuán)從而確定產(chǎn)物組成；采用原子力顯微鏡(AFM)觀察氧化

3、石墨烯和石墨烯的表面形貌以及片層的厚度；采用電子掃面顯微鏡(SEM)觀察產(chǎn)物形貌；采用雙電測四探針測試儀測試產(chǎn)物的導(dǎo)電性能。
　　 采用超聲輔助Hummers法制備出氧化石墨烯，通過低溫真空熱處理對氧化石墨烯進(jìn)行還原，并討論了反應(yīng)過程中溫度對還原產(chǎn)物晶體結(jié)構(gòu)和含氧官能團(tuán)的影響；結(jié)果證明采用低溫真空熱處理還原法制備出的石墨烯層數(shù)較少，導(dǎo)電性更加優(yōu)越。
　　 制備聚苯胺和石墨烯/聚苯胺復(fù)合透明導(dǎo)電薄膜。分別采用原位浸漬沉積和

4、“摻雜-去摻雜-再摻雜”的方法制備出了聚苯胺透明導(dǎo)電薄膜，經(jīng)分析后者性能更加優(yōu)越——在透光率大于70％的前提下方塊電阻為220Ω/sq；同樣采用“摻雜-去摻雜-再摻雜”的方法制備出了石墨烯/聚苯胺復(fù)合透明導(dǎo)電薄膜，結(jié)果表明，當(dāng)薄膜中石墨烯含量增加薄膜的透光率和方塊電阻有所下降，在石墨烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.4％時薄膜的透光率為55％，其方塊電阻為166Ω/sq。
　　 以氧化石墨烯為氧化介質(zhì)制備石墨烯/聚苯胺復(fù)合導(dǎo)電材料。主要討論了反應(yīng)