文档介绍：--------------------------校验:_____________-----------------------日期:_____________氧化石墨烯的制备大学生创新训练项目研究报告项目名称:氧化石墨烯和磁性氧化石墨烯的制备及其吸附性的研究项目类型:一般项目项目年度: 2014年项目负责人:李柯学号:32012080015负责人院(系): 安全与环境工程学院环境工程系专业(方向):环境工程项目组成员:杨梦凡、杨舒、卢光远指导教师:任冬梅教务处制二〇一五年摘要制取磁性氧化石墨烯的过程中,是在强碱性(PH>12)的环境下,让氧化石墨烯与FeCl3和FeCl2水浴恒温,使生成的纳米Fe3O4直接镶嵌复合到氧化石墨烯上。最后在不同浓度的PH条件下测得氧化石墨烯和磁性氧化石墨烯对***橙和重金属离子的吸收。关键词:氧化石墨烯、磁性氧化石墨烯、。虽然氧化过程在一定程度上破坏了石墨烯高度共轭结构,但是却使产物具有了着较大的比表面积和层状结构。利用氧化石墨烯作为原材料,经过不同的加工处理手段,可以获得具有特殊性能的石墨烯基衍生物与复合物。通过对氧化石墨烯的剪裁与功能化可以赋予石墨烯新的性质,进一步拓展石墨烯衍生物的应用范围。氧化石墨烯作为合成石墨烯基复合材料的前驱物与支撑基底,易功能化,可控性高。在与其他纳米材料复合过程中,可以提供大的比表面积有效分散附着材料,防止其团聚,同时提高其光学,电学或力学性质。氧化石墨烯及其复合材料具有广泛的运用前景,可用于催化剂载体[1],阻燃材料[2],表面活性剂[3]等。然而,作为一类新兴的碳材料,氧化石墨烯的基础研究和应用研究具有较大的研究空间,仍有很多未知领域需要探索。首先,需要了解氧化石墨烯自身差异性。其次,实现氧化石墨烯的功能化和发掘丰富的石墨烯基衍生物是近年来科研工作者的研究热点。最后,石墨烯基纳米复合材料的开发与拓展也是研究者竞相追逐的焦点。材料应用范围很广。氧化石墨烯是一种性能优异的新型碳材料,具有较高的比表面积和表面丰富的官能团。氧化石墨烯复合材料包括聚合物类复合材料以及无机物类复合材料更是具有广泛的应用领域,因此氧化石墨烯的表面改性成为另一个研究重点。石墨鳞片在H2SO4、HNO3、HClO4等强酸和少量氧化剂的共同作用下可形成最低阶为1阶的石墨层间化合物,这种低阶石墨层间化合物在过量强氧化剂如高锰酸钾、高***酸钾等的作用下,可继续发生深度液相氧化反应,产物水解后即成为氧化石墨烯[4]。本文中所涉及的改良hummers法通过不断改变原料的配比用量,多次实验并进行数据分析,然后在实验过程中各个步骤上依次调整,最后真空抽滤、超声震荡等方法以获得较高产率和纯度的氧化石墨烯。图一(氧化石墨烯的结构式):天然鳞片石墨,98%的浓硫酸,高锰酸钾,***钠,30%的双氧水,35%的盐酸,蒸馏水。仪器:电子天平,恒温水浴锅,电磁搅拌器,真空抽滤机,差速离心机,。将锥形瓶放在电磁搅拌机上,用碎冰块在锥形瓶周围制造出0oC左右的冰浴环境。用量筒量取23ml98%的浓硫酸缓缓倒入锥形瓶中,打开电磁搅拌器机开始搅拌,使锥形瓶中的物质充分均匀混合。10分钟后开始加入高锰酸钾,保持低温并持续搅拌,半小时时间内缓慢且均匀的将高锰酸钾加入锥形瓶。现象:加入KMnO4后,反应体系上层逐渐变成浅绿色,混合物开始变得粘稠。中温反应阶段:把冰浴换成35oC的水浴锅,打开电子搅拌器上的恒温开关,持续搅拌并恒温在35oC90分钟。现象:反应体系变成墨绿色,混合物非常粘稠。高温反映阶段:向锥形瓶中缓慢加入100oC的蒸馏水,共46ml10分钟加入完毕,控制水域温度维持在98oC反应15分钟,并持续搅拌。现象:加入蒸馏水之后剧烈放热,呈现出紫红色。混合物从粘稠状态逐渐变稀,颜色变为褐色。高温反应结束后,水域冷却至室温。然后再向体系中加入140ml蒸馏水以及10ml30%的双氧水,10分钟后加入40ml35%的盐酸,混合均匀后静置是不溶物沉积于锥形瓶底部。现象:静置分层后,上层为棕色液体,下层为黄色颗粒和黑色颗粒的混合物。2现将得到的混合物进行多次抽滤出去过量的酸,然后低速离心洗涤除去副产物,将洗涤后呈中性的氧化石墨分散于水中,超声震荡剥离30分钟,超声结束后在10000转每分钟的转速下离心10分钟,得到的底层淤泥状物质即是氧化石墨烯。2石墨用量改变时:表1石墨用量/g电阻率/Ω·m(2)***钾用量改变时:表2列出了未加高锰酸钾氧化剂时,***钠用量不同的产物的电阻率。可见,尽管***钠的用量增加了3倍,产物的电阻率却没有太大的变化。虽然两者的电阻