石墨粉在明膠溶液中的剝離效果如何？

石墨粉在明膠溶液中的剝離效果如何？

石墨粉在明膠溶液中的剝離效果如何？

石墨粉采用了一種天然大分子—明膠作為輔助剝離石墨的原料。實驗結果表明,石墨在明膠溶液中有著很好的剝離效果,在優化了剝離條件之后,制得的石墨烯的水分散液濃度最高可達0.6mg/ml。拉曼光譜、TEM與AFM表征證明了剝離得到的石墨烯片層尺寸較小,幾乎都在幾百納米至一、二微米之間。其中,氧化石墨烯溶液還原法具有成本低、產率高以及可大批量生產等特點,是目前研究領域最被廣泛應用的方法。石墨烯(Graphene)是由單層碳原子以六圓環形式緊密堆積而成的二維片狀材料,具有理想的晶格結構和獨特的電學、光學、力學和熱學等性質,在納米電子器件、傳感器、儲能器件及復合材料等領域有著廣泛的應用前景。通過紫外、紅外、X射線光電子能譜(XPS)、X射線衍射(XRD)等測試手段證明了單寧酸對于GO的還原作用,并利用原子力顯微鏡(AFM)、透射電鏡(TEM)等對制得的RGO的表面形貌進行了表征。之后,利用單寧酸螯合金屬離子的特性,一步法制備了RGO-銀納米粒子復合物,單寧酸在過程中同時還原GO和銀離子,并且由于吸附和螯合作用使銀納米粒子固定在了RGO表面上。

目前,石墨粉,石墨烯的制備方法主要包括:微機械剝離法、化學氣相沉積法、外延生長法、氧化石墨烯溶液(Graphene Oxide,GO)還原法和有機合成法等等。由于單寧酸能吸附在RGO表面阻止其團聚,因此整個還原過程中無需加入其他穩定劑,也因此RGO在多種溶劑中都具有很好的分散性及穩定性。拉伸測試表明,復合物膜的機械性能與純明膠膜相比得到了顯著的提升通過掃描電鏡(SEM)觀察復合物膜的拉伸斷面,發現石墨烯在聚合物基體中分散程度很高,這也是石墨烯對于明膠優異的力學增強的決定因素之一。然而,目前中仍存在不足之處,實驗中通常所采用的還原劑為水合肼等一類具有很強毒性的試劑,對于人體及自然環境都有著巨大的潛在危害,且反應完畢后的廢液處理也成為了難題。第一種方法:仍基于氧化石墨烯溶液還原法,采用一種天然植物多酚-單寧酸代替水合肼作為還原劑成功地制備了還原氧化石墨烯(RGO)。紫外和XRD測試都證明了銀納米粒子的生成,而通過TEM更直觀地觀察到了RGO表面的銀納米粒子。TEM與AFM的結果同時顯示了所得的石墨烯大多為幾層,只有少數為單層石墨烯。之后,利用石墨烯在明膠溶液中的分散液直接澆注制得了明膠-石墨烯的復合物膜。對這一問題設計了兩種環境友好型的石墨烯制備方法。 基于液相直接剝離石墨的方法。這種方法得到的石墨烯與化學還原法得到的石墨烯相比結構更完整、缺陷更少。

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