氧化石墨烯的制备与改性研究.pdf

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1、V01．32№3第32卷第3期矿冶工程2012年06月MININGANDMETALLURG；ICALENGINEERINGJune2012氧化石墨烯的制备与改性研究①魏珊珊，杨军明，谢翔，许向阳，汪涛，黄春华(1．湖南工业大学包装与材料工程学院，湖南株洲412007；2．长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南长沙410012；3．湖南工业大学土木工程学院湖南株洲412007)摘要：用改进的Hummers法制备了氧化石墨，经超声和离心处理，将氧化石墨转化为氧化石墨烯胶体(GrapheneOxide，GO)，用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对G

2、O进行改性制备了改性氧化石墨烯(ModifiedGO，MGO)，采用Fr—IR、AFM、TEM、SEM、TGA等手段对材料结构和性能进行了表征，结果表明：所制得的GO胶体具有很好的悬浮稳定性，其厚度小于1．16nm，表面含丰富的含氧官能团，GO片层呈现出很多皱褶；CTAB与GO之间存在化学键键合作用，改性后GO的热稳定得到一定程度的提高。关键词：石墨；氧化石墨烯；十六烷基三甲基溴化铵；有机改性；热稳定性中图分类号：TM242文献标识码：A文章编号：0253—6099(2012)03—0107—04PreparationandModifi

3、cationofGrapheneOxideWEIShan—shan。YANGJun—ming，XIEXiang，XUXiang—yang，WANGTao。，HUANGChun—hua，(1．CollegeofPackagingandMaterialsEngineering，HunanUniversityofTechnology，Zhuzhou412008，Hunan，China；2．ChangshaResearchInstituteofMiningandMetallurgyCoLtd，Changsha410012，Hunan，China

4、；3．CollegeofCivilEngineering，HunanUnivenityofTechnology，Zhuzhou412007，Hunan，China)Abstract：GraphiteoxideswerepreparedbyimprovedHummersmethod．Afterultrasonicandcentrifugaltreatments，thegraphiteoxidesweretransferredtographeneoxides(GO)，whichwasthenmodifiedfurtherwithcetyhr

5、imethylammoniumbromide(CTAB)toobtaintheproductnamedasmodifiedGO(MGO)．Thestructuresandpropertiesoftherawmaterial，GOandMGOwerecharacterizedbyFF—IR，AFM，TEM，SEMandTGA．TheresultsshowedthattheGOsolpossessedagoodsuspensionstability，withathicknesslessthan1．16nmandmanyoxygen—cont

6、aininggroupsonthesurface．SomewrinklescouldbeobservedontheGOsheets．ThereoccuredchemicMbondingbetweenCTABandGO．ThethermalstabilityofMGOwasimprovedtosomeextent．Keywords：graphite；grapheneoxide；cetyhrimethylammoniumbromide；organicmodification；thermalstability氧化石墨烯(GrapheneOxi

7、de，GO)是石墨烯的一热稳定性。此前相关研究中，用于GO表面改性的阳种衍生物，是由氧化石墨发生剥离而形成的单层或多离子表面活性剂有异氰酸酯]、长链脂肪族胺_3]、烷层氧化石墨⋯，具有典型的准二维空间结构，其片层基胺和氨基酸等，本文采用十六烷基三甲基溴化铵上含有很多含氧基团，具有较高的比表面能、良好的亲(Cetyhrimethylammoniumbromide，CTAB)对GO进行水性和机械性能，在水和大多数极性有机溶剂中具有有机改性，得到改性GO(ModifiedGO，MGO)，并对其很好的分散稳定性。GO的价格比碳纳米管低得多，结构

8、与性能进行了研究。且其表面的极性官能团易与一些极性有机分子和聚合1实验部分物形成强的相互作用或化学键，有利于与其他材料复合并在光学、催化、电荷存储以及电极材料等领域得到1．1主要原料广泛应用，因而GO合成与