文档介绍：氧化石墨烯的结构及应用
氧化石墨烯的简介
主要内容
背景介绍
氧化石墨烯的分子结构
氧化石墨烯的制备方法
氧化石墨烯的性质和应用
氧化石墨烯的简介
一、背景介绍
2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈•海姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫成功地从石墨中分离出一层碳原子构成的石墨烯，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯由于其突出的导热性、室温高速载流子迁移率、透光性和力学性能等，同时具有完美的量子隧道效应、半整数的量子霍尔效应、从不消失的电导率等一系列性质，受到了世界各界的广泛关注，也成为科研领域的新兴宠儿。
氧化石墨烯的简介
氧化石墨烯是石墨粉末经化学氧化后的产物，它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前景，因为成为研究的又一重点。
氧化石墨烯的简介
二、氧化石墨烯的分子结构
石墨被强氧化剂氧化，氧原子进入到石墨层间，结合л电子，使层面内的二键断裂，并以C=O, C-OH, -COOH等官能团与密实的碳网面中的碳原子结合，形成共价键型石墨层间化合物。
氧化石墨烯的简介
三、氧化石墨烯的制备方法
1、Brodie法
1898年，Brodie采用发烟HNO3体系，以KC103为氧化剂，反应体系的温度需先维持在0 ℃，然后，不断搅拌反应20-24h。洗涤后获得的氧化石墨的氧化程度较低，需进行多次氧化处理以提高氧化程度，反应时间相对较长。该法的优点是其氧化程度可利用氧化时间进行控制，合成的氧化石墨结构比较规整。但因采用KC103作氧化剂，有一定的危险性。
氧化石墨烯的简介
三、氧化石墨烯的制备方法
2、Staudenmaier法
采用浓H2S04体系，和发烟HN03混合酸对石墨粉处理，以KC103为氧化剂，反应体系的温度一直维持在0℃。氧化程度随反应时间的增加而增加，可通过控制反应时间来控制石墨烯的最终氧化程度。一般氧化程度较低，需进行多次氧化处理，GO碳层破坏严重。
氧化石墨烯的简介
三、氧化石墨烯的制备方法
3、Hummers法
采用浓H2S04加NaN03体系，以KMnO4为氧化剂，傅玲等将反应过程可分低温((4℃以下)、中温(35℃左右)和高温((98℃以下)反应三个阶段。该法的优点是用KMnO4;代替KC103，提高了实验的安全性，减少了有毒气体的产生。同时该方法所需的氧化时间较短，产物的氧化程度较高，产物的结构较规整且易于在水中发生溶胀而层离。
氧化石墨烯的简介
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三、氧化石墨烯的制备方法
4、其他制备方法
MatsuoY采用电化学方法，将石墨投入强酸中，以Hg/ HgSO4为电极，电解氧化后投入水中，干燥后得到氧化石墨烯。Daniela C. Marcano等以KMnO4和9:1(体积比)的 H2SO4/ H3PO4为氧化剂，采用不加入NaNO3的方法也制备出氧化石墨烯，该方法提高了氧化过程的有效性，所得产物亲水性增强，反应过程不产生有毒气体，环境污染小，反应温度容易控制。Shen Jianfeng等用过氧化苯甲酰为氧化剂，快速制备出氧化石墨烯，缩短了制备时间。
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