激光法制备石墨烯的工艺与微结构表征研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文激光法制备石墨烯的工艺与微结构表征研究作者姓名：指导教师：申请学位级另

2、J：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：海本融刘常升教授东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室硕士学科类别：工学材料学2014年6月论文答辩日期：2014年6月2014年月答辩委员会席：赵骧教授张滨教授谭勇副教授东北大学2014年6月万方数据AThesisjnMaterialSciencePreparationandMicrostructureCharacterizationofLaserConvertedGrapheneByHaiBe

3、nrongSupervisor：ProfessorLiuChangshengNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：寻动布‰日期：沙心D·以学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向

4、国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两m-(S学位论文作者签名：翔布渤扒签字日期：矽叱6y婴答曼：缸＼绍矿签字日期：曷ofp．17．计万方数据东北大学硕士学位论文摘要激光法制备石墨烯的工艺与微结构表征研究摘要石墨烯是由单层碳原子以六元环形式紧密堆积而成的二维片状碳纳米材料，具有理想的晶格结构以及独特的电学、力学、光学和热学等性能。通过还原具有多种含氧基团的氧化石墨烯来获得工业级石墨烯越来越

5、受到关注，目前还原氧化石墨烯的方法有很多，其中激光法因为其无毒副作用、可控性高、操作简单和易于工业化生产的优势己被广泛使用。本论文主要讨论了采用半导体激光器光波辐照还原氧化石墨烯制各石墨烯(LCG)的方法。本文通过XRD、FT-IR、Raman、TEM和SEM等表征分析了LCG的质量与微观结构。采用不同激光功率密度、不同作用时间，制各还原程度不同的LCG并进行表征分析，研究了激光对氧化石墨烯的还原过程和激光功率密度、作用时间对LCG的影响，得出最佳的工艺参数。实验中的前驱体氧化石墨烯是将Hummers法制备的氧化石墨进行超声剥离获得，并用化学(水合肼)还原

6、法制备的石墨烯(CCG)与LCG进行对比研究。本文还对CCG进行激光改性研究，初步分析了激光对CCG的纯化与结构优化作用。研究结果表明：LCG相比于CCG制备时间更短、操作简单，过程中无需有毒化学试剂，更加环保。当激光功率密度为125W／cm2时，辐射100ml氧化石墨烯溶液(1mgml)t7min后可以制备得到较低I(D)／I(G)的LCG。另外保持激光功率密度不变，在一定时间范围内，作用时间越长，激光对氧化石墨烯的还原效果越好；而当激光作用时间固定时，在一定功率密度范围内，功率密度越大，激光对氧化石墨烯的还原效果越好。当使用合适功率密度的激光辐照CCG

7、时，可以有效的去除其未还原完全的含氧官能团，对其有一定的纯化作用，并且能够在一定程度上优化其结构。关键词：激光：氧化石墨烯；氧化还原；石墨烯III万方数据PreparationandMicrostructureCharacterizationofLaserConvertedGrapheneAbstractGraphene，anovelcarbon-basedmaterial，hasbeenemerginginrecentyears，whichpossessesmanydistinctivephysicalandchemicalproperties．Lots

8、ofinvestigationshavebeendevelopedtoobtainindustry-scalegraphenebyremovingthevariousoxygen—containinggroupsofgrapheneoxides(GO)．Herein，afacilelaserreductionmethodhasbeenappliedtosynthesizelaserconvertedgraphene(LCG)inwater,whichCanprovideasolutionprocessablesynthesisofindividualgra

9、phenesheetsunderambientconditions