石墨烯負載複合材料的製備與效能測試

2022-09-13 18:51:04 字數 1003 閱讀 5965

常州大學學生課外創新創業**資助專案中期評審表

填表時間:2023年11月1 日

附頁:對所製備的樣品進行了表徵,證明所製備樣品為石墨烯,具體結果如下:

(1) 石墨烯的afm表徵

將所製石墨烯分散液塗於si片上,乾燥後進行afm表徵,如圖1所示。

圖1 石墨烯的afm圖

由圖1可以看出,除褶皺部分外,片中其它部分的平均厚度為1.0nm,此片可以看成是單片層石墨烯。

(2) xrd表徵

xrd表徵能得出材料的層間距、晶型和層與層之間排列狀態等資訊。天然石墨、氧化石墨與石墨烯的xrd表徵如圖2所示。

圖2 石墨、氧化石墨與石墨烯的xrd圖

由圖2可以看出,天然石墨的衍射角為26°,氧化石墨的衍射角為11.26°,而石墨烯的衍射角為23.82°。

經計算,本**中氧化石墨的層間距達到7.837nm,說明石墨的氧化程度很高;石墨烯的衍射峰與天然石墨相距很近,說明大部分含氧基團已被還原了。另外經對比發現,氧化石墨的衍射峰沒有天然石墨的尖銳,說明在氧化過程中石墨的晶型已經遭到少許破壞,但破壞現象不嚴重;而石墨烯的衍射峰相對前兩者更寬更小,說明石墨烯層面內仍殘留有部分含氧基團。

(3) 石墨烯的tga表徵

圖3為石墨烯的tga表徵曲線,樣品的測試條件:空氣氛圍下,公升溫速率5℃/min。

圖3 石墨烯的tga圖

從圖3可以看出,石墨烯在450℃以下很寬的溫度範圍內沒有明顯的熱失重現象,直到約450℃才出現乙個明顯的失重台階,失重量佔石墨烯總重量的90%,為碳骨架的高溫燃燒過程。因此可以得出石墨烯具有非常好的熱穩定性。

(3) 石墨烯的光學顯微鏡表徵

圖4為si襯底上石墨烯的光學顯微鏡圖,文獻表明,在光學顯微鏡下,石墨烯片層的顏色越深,片越厚。

10μm

圖4 氧化石墨烯的光學顯微鏡圖

由圖4可以看出,片層顏色很淡,接近無色,說明該片很薄。另外,圖4中石墨烯的片層面積約為40×60μm,片層表面有少許褶皺現象存在,且缺陷很少,邊緣規整。說明用氧化還原方法可以製備出無缺陷的大面積氧化石墨烯薄膜。

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