低共熔離子液體中電化學(xué)剝離制備石墨烯.pdf

1、石墨烯(Graphene)是由單層碳原子以六元環(huán)形式緊密堆積而成的二維片狀碳納米材料，具有理想的晶格結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的電學(xué)、光學(xué)和熱學(xué)等性質(zhì)，在納米電子器件、太陽能電池、超級電容器、鋰離子電池等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。目前，石墨烯的主要制備方法包括:微機(jī)械剝離法、化學(xué)氣相沉積法、氧化石墨烯還原法、電化學(xué)剝離法等等。其中，電化學(xué)剝離法具有方法簡單、成本低、綠色無污染等特點(diǎn)，有望用于批量生產(chǎn)高質(zhì)量低缺陷石墨烯。
　　但目前多采用的水系電化學(xué)

2、剝離制備方法普遍存在石墨烯產(chǎn)率低、剝離片層較厚、氧化程度高、缺陷多等缺點(diǎn)，通常需要淬火處理或還原處理。最近，采用離子液體作為電解液電化學(xué)剝離制備的方法，因其綠色，反應(yīng)過程緩慢，產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)受到研究人員極大關(guān)注，但昂貴的價(jià)格也是限制其廣泛應(yīng)用的顯著性缺點(diǎn)。
　　鑒于此，本論文采用低成本的低共熔離子液體作為電解液，利用電化學(xué)剝離石墨箔制備石墨烯。采用掃描電鏡、透射電鏡、紅外光譜儀和X射線衍射儀分析了產(chǎn)物的顯微形貌與結(jié)構(gòu);并通過紫外可見

3、光分光光度計(jì)測量分散液吸光度確定不同試驗(yàn)條件下的剝離效果，主要研究內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　1.低共熔離子液體組成對石墨箔電極剝離效果的影響:采用幾種低成本的低共熔離子液體，如氯化鋅-尿素，氯化膽堿-尿素，氯化膽堿-甘油作為電解液，研究電解液組成，試驗(yàn)電壓以及反應(yīng)體系溫度等對石墨箔剝離效果的影響。
　　2.電化學(xué)剝離試驗(yàn)條件對剝離效果的影響:選取氯化膽堿和甘油組成的低共熔離子液體為試驗(yàn)對象，研究在其中加入適量的去離子水，調(diào)節(jié)

4、體系pH值，改變剝離電壓施加方式以及添加長鏈表面活性劑輔助插層等試驗(yàn)條件對同溫度條件下剝離制備石墨烯的情況電化學(xué)剝離制備石墨烯的影響。
　　采用掃描電鏡、場發(fā)射掃描電鏡、透射電鏡、紅外光譜儀和X射線衍射儀分析了產(chǎn)物的顯微形貌、化學(xué)結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)，通過石墨烯分散溶液的沉降情況以及紫外可見光分光光度計(jì)測量沉降后石墨烯分散液吸光度的大小差別，從宏觀角度驗(yàn)證了該體系不同條件剝離效果的差異，結(jié)合以上方法:
　　確定了低共熔離子液體與水