反应条件对水合肼还原氧化石墨烯表面官能团还原效率的影响-论文.pdf

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1、辽宁大学学报JoURNALoFLIAoNINGUNIvERSITY自然科学版NaturafSciencesEdition第41卷第3期2014年Vo1．41NO．32014反应条件对水合肼还原氧化石墨烯表面官能团还原效率的影响葛昊，田辉，李明霞，郝婷婷，宋赢，祁辅媛，范钦臻，宋溪明(1．辽宁大学化学院，绿色合成与先进材料制备化学辽宁省重点实验室，辽宁沈阳110036；2．中国石油抚顺石化公司，辽宁抚顺113008)摘要：石墨烯因具有特殊的纳米结构和优异的性能而成为当前的研究热点．实验综合考虑了氧化石墨烯与水合肼的质量配比、反应时间、反应温度和p

2、H值四个因素，采用四因素三水平正交试验系统研究了反应条件对氧化石墨烯各基团还原效率的影响机制．傅里叶红外光谱和透射电子显微镜的结果表明：通过改变反应条件，氧化石墨烯中的主要官能团如羟基、羰基和环氧基均可得到不同程度的还原．进一步利用FT—IR图谱分析软件，采用基线法计算分析表明：(1)氧化石墨烯与水合肼的质量配比是影响还原程度的最主要因素；(2)还原羧基的最佳条件为氧化石墨烯与水合肼质量配比10：9、反应时间80min、反应温度100℃、pH值7；还原羟基与环氧基的最佳实验条件相同，均为氧化石墨烯与水合肼质量配比10：8、反应时问80min、反

3、应温度100oC、pH值8；(3)可以通过控制反应条件达到采用水合肼选择性还原石墨烯表面羟基、环氧基及羧基的目的．研究结果将为研究化学还原氧化石墨烯机理及制备高性能石墨烯奠定基础．关键词：氧化石墨烯；水合肼；反应温度；pH值；表面官能团中图分类号：O613．71文献标志码：A文章编号：1000—5846(2014)03-0243-08InfluenceofReactionConditionsontheReductionEficiencyoftheSurfaceFunctionGroupsofGrapheneOxideReducedbyHydra

4、zineHydrateGEHao，TIANHui，LIMingxia，HAOTing—ting，SONGYing，QIFu—yuan，FANQin—zhen'，SONGXi—ming’(1．LiaoningKeyLaboratoryforGreenSynthesisandPreparativeChemistryofAdvancedMaterials，CollegeofChemistry，LiaoningUniversity，Shenyang110036，China；2．PetroChinaFushunPetrochemicalCompany，F

5、ushun113008，China)Abstract：Graphenehasattractedgreatattentionduetoitsnanostructureandexcellentprope~yinrecentyears．Inthisstudy，orthogonalexperimentisappliedtoanalysethereductionregulation收稿日期：2014—06—10基金项目：国家自然科学基金(21203082，51273087，51108455，21071070)；辽宁省教育厅自然基金(LT2011001)；

6、辽宁省科技自然基金(201102084)；辽宁大学青年基金(2011LDQN02，2012LNDQN9)作者简介：葛吴(1980一)，男，汉族，哈尔滨人，副教授，硕士研究生导师，从事应用电化学研究．通讯作者：宋溪明(1957一)，男，教授，博士生导师，E—mail：songlab@lnu．edu．cn．辽宁大学学报自然科学版ofdifferentfunctionalgroups(一COOH，C—OH，C一0一C)inGOdifferedfromfourfactors，hydrazinehydratedosage，reactiontime，rea

7、ctiontemperatureandpHvalue．ThereductionofGOisconfirmedbyFouriertransforminfrared(FFIR)andTransmissionElectronMicroscopy(TEM)．Theresultsuggeststhateveryfunctionalgroupisreducedtodifferentdegree．ThecharactersindicatedbyFTIRandbaselinemethodshowthatreductiondegreeofgrapheneoxid

8、eismainlylimitedbyhydrazinehydratedosage．Thefollowingsarethebestexperimentc