編號：CPJS06488
篇名：基于溫度的亞穩(wěn)態(tài)氧化石墨烯性能
作者：莫佳偉 裘銀偉 伊若冰 吳俊 王志坤 趙麗華
關(guān)鍵詞： 氧化石墨烯 亞穩(wěn)態(tài) 基團轉(zhuǎn)變
機構(gòu)： 浙江農(nóng)林大學理學院 上海大學上海射線應用研究所
摘要： 單片層氧化石墨烯由于其優(yōu)異的物理化學性能,在離子和分子篩選、水脫鹽和凈化、氣體分離、生物傳感、質(zhì)子導體、鋰電池和超級電容等領(lǐng)域有巨大的潛在應用.然而普遍采用的Hummers法等化學、物理方法制備的氧化石墨烯是一種亞穩(wěn)態(tài)材料.其最終形態(tài)的物理化學性能的轉(zhuǎn)變與調(diào)控至關(guān)重要,亟需系統(tǒng)研究.本文采用恒溫處理方法對氧化石墨烯亞穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)變進行調(diào)控,利用X射線光電子吸收譜、傅里葉紅外吸收譜、掃描電子顯微鏡等方法檢測氧化石墨烯含氧基團的含量、類型和形貌與溫度的變化關(guān)系,并利用Zeta電位、紫外吸收譜、拉力測試分析溫度對氧化石墨烯在轉(zhuǎn)變過程中的溶液懸浮穩(wěn)定性、光子能帶、拉伸強度等性能的影響.所得定量測試結(jié)果發(fā)現(xiàn),氧化石墨烯亞穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)變過程中存在環(huán)氧減少、羥基增加,以及整體含氧量下降的現(xiàn)象,而在此過程中氧化石墨烯的單片層形貌并無明顯變化.但是這種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變使得懸浮液黏稠度和親水性大幅度增強,能帶減小和拉伸強度增強效應明顯.而當轉(zhuǎn)變過程足夠長時,氧化石墨烯的親水性轉(zhuǎn)而下降,并出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象,表明羥基之間進一步發(fā)生了脫水轉(zhuǎn)變.另外,本文還分析了恒溫處理的時間、懸浮液的濃度對這種轉(zhuǎn)變過程的影響.相關(guān)研究結(jié)果有利于理解亞穩(wěn)態(tài)氧化石墨烯懸浮液隨溫度變化的性能轉(zhuǎn)變,對氧化石墨烯具體應用有一定參考價值.
