激光法制備石墨烯的工藝與微結(jié)構(gòu)表征研究.pdf

1、石墨烯是由單層碳原子以六元環(huán)形式緊密堆積而成的二維片狀碳納米材料，具有理想的晶格結(jié)構(gòu)以及獨特的電學、力學、光學和熱學等性能。通過還原具有多種含氧基團的氧化石墨烯來獲得工業(yè)級石墨烯越來越受到關注，目前還原氧化石墨烯的方法有很多，其中激光法因為其無毒副作用、可控性高、操作簡單和易于工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)勢已被廣泛使用。本論文主要討論了采用半導體激光器光波輻照還原氧化石墨烯制備石墨烯(LCG)的方法。
　　本文通過XRD、FT-IR、Raman

2、、TEM和SEM等表征分析了LCG的質(zhì)量與微觀結(jié)構(gòu)。采用不同激光功率密度、不同作用時間，制備還原程度不同的LCG并進行表征分析，研究了激光對氧化石墨烯的還原過程和激光功率密度、作用時間對LCG的影響，得出最佳的工藝參數(shù)。實驗中的前驅(qū)體氧化石墨烯是將Hummers法制備的氧化石墨進行超聲剝離獲得，并用化學（水合肼）還原法制備的石墨烯(CCG)與LCG進行對比研究。本文還對CCG進行激光改性研究，初步分析了激光對CCG的純化與結(jié)構(gòu)優(yōu)化作用。

3、研究結(jié)果表明:
　　LCG相比于CCG制備時間更短、操作簡單，過程中無需有毒化學試劑，更加環(huán)保。當激光功率密度為125W/cm2時，輻射100ml氧化石墨烯溶液(1mg/ml)17min后可以制備得到較低I(D)/I(G)的LCG。
　　另外保持激光功率密度不變，在一定時間范圍內(nèi)，作用時間越長，激光對氧化石墨烯的還原效果越好;而當激光作用時間固定時，在一定功率密度范圍內(nèi)，功率密度越大，激光對氧化石墨烯的還原效果越好。當使用合