氧化石墨綠色還原技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、近些年來(lái)，石墨烯因其優(yōu)異的物理、化學(xué)特性，成為當(dāng)今最熱門(mén)的研究課題之一。石墨烯廣泛用于復(fù)合材料、催化劑載體、超級(jí)電容器、電池、生物檢測(cè)器件等領(lǐng)域。但目前石墨烯的制備過(guò)程還存在復(fù)雜、條件苛刻、生產(chǎn)過(guò)程難控制、生產(chǎn)效率低和難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化等難題，從而使石墨烯的實(shí)際應(yīng)用受到了很大程度的限制。因此簡(jiǎn)單有效、可控大規(guī)模制備石墨烯的方法是解決該難題的關(guān)鍵所在。
　　研究發(fā)現(xiàn)，化學(xué)還原氧化石墨（GO）法是一種簡(jiǎn)單高效的制備石墨烯的方法，但還原劑大

2、多存在危險(xiǎn)性或者危害健康和環(huán)境等弊端，因此研究趨于尋求綠色、高效的還原劑來(lái)制備石墨烯。本論文以無(wú)毒綠色的天然物——L-賴氨酸（L-Lys）、L-精氨酸（L-Arg）和L-絲氨酸（L-Ser）作為綠色還原劑，采用天然高分子羧甲基淀粉（CMS）、羧甲基纖維素（CMC）和黃糊精（YD）作為分散劑成功制備了均勻分散的水溶性還原石墨（RGO）。利用紫外可見(jiàn)吸收、X射線衍射、X射線光電子能譜、熱重分析和Ra ma n光譜等測(cè)試手段對(duì)材料進(jìn)行了表征，

3、表明氨基酸能有效還原GO，天然高分子很好的分散了RGO。L-Lys和L-Ar g制備的RGO進(jìn)一步用于制備 RGO/CMS、RGO/CMC多孔支架，這種多孔支架表現(xiàn)出良好的機(jī)械性能和高效的吸附性能，用于除去水中有害的重金屬離子和有機(jī)染料污染物。被多孔支架吸附過(guò)的銅離子，用硼氫化鈉還原，由銅離子轉(zhuǎn)變成了銅納米粒子。這種負(fù)載于多孔支架上的銅納米粒子在對(duì)硝基苯酚還原反應(yīng)中展現(xiàn)出了高效的催化性能。因此，此方法將有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成了有用的催化劑，對(duì)

4、環(huán)境保護(hù)有一定的意義。L-Ser還原、YD分散制備的RGO，應(yīng)用于模擬藥物（磺基水楊酸鈉）緩釋?zhuān)苽涞腞GO對(duì)磺基水楊酸鈉具有較高的負(fù)載量和釋放率。
　　實(shí)驗(yàn)還研究了活潑金屬還原制備RGO，金屬粉末C d簡(jiǎn)單高效的還原了GO。利用GO還原過(guò)程中產(chǎn)生的金屬離子（Cd2+），制備復(fù)合電極材料（CdO/RGO），并對(duì)CdO/RGO電極材料進(jìn)行電化學(xué)循環(huán)伏安測(cè)試和交流阻抗測(cè)試。制備的復(fù)合電極材料在超級(jí)電容器電極方面展現(xiàn)了優(yōu)異的電化學(xué)性能。