石墨烯薄膜的制备和结构表征

[Article] www.whxb.pku.edu.cn 物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao) Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27 (3), 736-742 March Received: September 30, 2010; Revised: December 26, 2010; Published on Web: February 15, 2011. ∗Corresponding author. Email: sunhongjuan@swust.edu.cn; Tel: +86-816-2419016. The project was supported by the Postgraduate Innovation Fund of Southwest University of Science and Technology, China (10ycjj21). 西南科技大学研究生创新基金(10ycjj21)资助项目 Ⓒ Editorial office of Acta Physico-Chimica Sinica 石墨烯薄膜的制备和结构 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 征 杨勇辉 1 孙红娟 2,* 彭同江 2 黄 桥 1 (1西南科技大学理学院,四川绵阳 621010; 2西南科技大学矿物 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 及应用研究所,四川绵阳 621010) 摘要: 采用氧化还原法制备了石墨烯胶状悬浮液,通过真空抽滤获得了石墨烯薄膜.利用X射线衍射(XRD)、 傅里叶变换红外(FTIR)光谱、拉曼(Raman)光谱、粒度分析和扫描探针显微镜(SPM)等研究了石墨烯薄膜制备 过程中各阶段产物的晶体结构、粒度及分子光谱特征变化. FTIR分析结果表明,石墨在氧化过程中结构层键合 大量含氧官能团,还原后结构层表面仍残存有部分稳定的含氧官能团. XRD结果表明,石墨氧化后衍射峰向小 角度偏移、宽化,原有石墨峰消失.在成膜过程中氧化石墨烯形成凝聚体，而石墨烯形成絮凝体.粒度分析和 SPM测试分析结果表明,氧化石墨烯在水中粒径分布呈拖尾峰形,分布范围较宽.石墨烯在水中的粒径成单峰 分布,分布范围较窄、对称性较好且平均粒径较小. Raman测试结果表明,石墨在氧化和还原过程中, D、G峰逐 渐宽化, ID/IG逐渐增强,样品无序度增加.在以上分析的基础上对石墨烯制备过程的结构特征进行了归纳总结. 关键词: 石墨; 氧化石墨; 石墨烯; 氧化还原法; 晶体结构 中图分类号: O641 Synthesis and Structural Characterization of Graphene-Based Membranes YANG Yong-Hui1 SUN Hong-Juan2,* PENG Tong-Jiang2 HUANG Qiao1 (1College of Science, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, Sichuan Province, P. R. China; 2Institute of Mineral Materials & Application, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, Sichuan Province, P. R. China) Abstract: A stable hydrosol of graphene was synthesized by oxidation reduction and then a flow assembly of this graphene was used to form a graphene-based membrane by vacuum extraction filtering method. X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, Raman spectroscopy, particle size analysis, and scanning probe microscopy (SPM) were used to characterize the crystal structure, granularity, and characteristic change of the molecular spectrum of the samples in the reaction. FTIR tests show that the structural layer of graphite during the oxidation process bonds to a large number of functional groups and parts of these stable functional groups remain on the reduced structural layer of graphene. X-ray diffraction results show that the peaks of the graphite oxide shift to lower angles, become broader and the original graphite peak disappears. Suspensions of graphene oxide form condensed matter and graphene flocculating constituent during film deposition. Particle size analysis and SPM tests show that the particle sizes of the graphene oxide sheets that are dispersed in water show a tailing peak and a broad distribution while the graphene sheets show a singlet, narrower distribution, and smaller dimensions. Raman results show that during oxidation and reduction, the D peak and G peak of the samples gradually extend, ID /IG increases gradually and the degree of sample disorder increases. On the basis of the above analyses, the structural characteristics of the samples in the reaction are summarized. 736 杨勇辉等:石墨烯薄膜的制备和结构表征No.3 Key Words: Graphite; Graphite oxide; Graphene; Oxidation reduction; Crystal structure 1 引 言 石墨烯是一种由单层碳原子紧密堆积成二维蜂 窝状晶格结构的碳质新材料. 2004年Geim等 1用微 机械剥离的方法成功地将石墨层片剥离,观察到单 层石墨层片,这种单独存在的二维有序碳被科学家 们称为石墨烯.由于其独特的晶体结构特征,吸引了 科学家们的广泛关注.微机械剥离制备的石墨烯,具 有优异的物理性质,为物理学研究提供了平台.2−4然 而微机械剥离制备的石墨烯产量低,难于实现大量 生产.为了大量制备高质量石墨烯,科学家们探索了 多种制备石墨烯的方法.目前,制备石墨烯采用的方 法有: 微机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原 法、溶剂剥离法和溶剂热法等.5-14 虽然氧化还原法 产生的缺陷导致了石墨烯电学性能的损失,但由于 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 简单、可靠、可大规模生产尤其是其低廉的成 本,一直被认为是能够实现大规模生产石墨烯的有 效途径.近年来,国内外学者从石墨烯分散、成膜以 及应用等方面做了大量工作,使石墨烯在氧化还原 法制备、表征等以及基础理论方面的研究取得了较 大的进展. Ramesh等 15对质量分数 0.05%的氧化石 墨胶状悬浮液在水中进行超声分散,制成的氧化石 墨烯悬浮液在数周内仍保持稳定, 不发生沉淀. Stankovich等 16对 1 g·L-1的氧化石墨在水中的悬浮 液进行适当的超声处理后, 通过原子力显微镜 (AFM)观测,发现这些悬浮液单片均为约1 nm厚的 片层.用强还原剂还原得到的石墨烯分散性变差,发 生不可逆团聚.产生上述现象主要与氧化石墨烯和 石墨烯表面特性有关,氧化石墨烯表面电位高,能够 产生足够大的排斥力,故氧化石墨烯悬浮液能够稳 定分散; 还原后得到的石墨烯表面电位降低, 表面 斥力减小,体系趋于不稳定,发生不可逆团聚.17研究 者们通过控制体系pH值 18和化学修饰 19的办法对样 品表面进行了化学改性处理,制备了在水相和有机 相条件下稳定分散的石墨烯胶状悬浮液,从根本上 解决了石墨烯团聚问题,有利于氧化石墨烯和石墨 烯胶状悬浮液的保存、使用等. Hu20和Dikin 21等通过 定性流动组装的方式将氧化石墨烯和石墨烯的胶状 悬浮液制备成宏观的氧化石墨烯和石墨烯薄膜,探 索了氧化石墨烯薄膜的抗菌特性,研究发现其能有 效地抑制大肠杆菌的生长.由于氧化石墨烯制备简 便、成本低廉,这种新型的碳纳米材料有望在环境、 临床领域得到广泛的应用;还原后得到的石墨烯薄 膜电学性能恢复,其面电导率达到 184.8 S·cm-1,可 作为导电薄膜材料.22通过分析国内外关于石墨烯近 期的研究成果,我们发现当前石墨烯的研究重点集 中在制备及性能和应用上，而对石墨烯制备过程中 阶段产物结构特性之间关联性和规律性的研究还未 引起学者们的重视，鲜有报道.这与石墨烯阶段产物 优良性能和广泛应用不相称，并影响更深层次研究 工作的开展和深入. 本课题组在前期的工作中通过氧化还原法制备 了石墨烯,探索了影响石墨烯还原程度和稳定性的 因素,成功地制备出还原程度高且分散性好的石墨 烯胶状悬浮液,并对氧化石墨烯还原过程结构演化 规律进行了研究.17本工作在此基础上进一步制备了 石墨烯薄膜, 并通过XRD、FTIR、Raman和 SPM等 手段对石墨烯制备过程中阶段产物进行测试和表 征,研究制备过程中阶段产物的结构特征变化. 2 实验部分 2.1 试 剂 细鳞片石墨 (青岛申墅石墨制品厂, 含碳量 90%-99.9%,过 200目筛),高锰酸钾(KMnO4,纯度≥ 99.5%),浓硫酸(H2SO4,纯度 95.0%-98.0%),过氧化 氢(H2O2,纯度≥30%),浓盐酸(HCl,纯度36.0%-38.0%) 均购自成都市科龙化工试剂厂;氢氧化钠(NaOH,纯 度≥96%)购自天津市致远化学试剂有限公司;水合 肼(N2H4·H2O,纯度≥80%)购自成都联合化工试剂研 究所.实验用水为超纯水(>10 MΩ·cm). 2.2 仪器设备 恒温水浴锅(DF-101型,河南予华仪器有限公 司),电子天平(JT2003型,余姚市金诺天平仪器有限 公司),真空泵(SHZ-D(Ⅲ)型,巩义市瑞德仪器设备 有限公司),超声波清洗器(KQ5200DE型,昆山市超 声仪器有限公司),离心机(CF16RX型,日本日立公 司),数字式 pH计(PHS-2C型,上海日岛科学仪器有 限公司),超纯水系统(UPT-II-10T型,成都超纯科技 有限公司). 2.3 样品制备 采用改进的Hummers法 23制备氧化石墨.将1 g 石墨、23 mL 98%浓硫酸置于100 mL烧杯中混合均 匀并置于冰浴中,搅拌 30 min,使其充分混合,称取 737 Acta Phys. ⁃Chim. Sin. 2011 Vol.27 4 g KMnO4加入烧杯中继续搅拌 1 h后,移入 40 °C 的温水浴中继续搅拌 30 min; 向烧杯中加入蒸馏 水, 控制温度在 100 °C以下将反应液稀释至 80- 100 mL后加适量 5% H2O2,趁热过滤,用 5% HCl和 蒸馏水充分洗涤至接近中性,过滤, 60 °C烘干,得到 氧化石墨.在烧杯中配制pH为11的NaOH溶液,将 氧化石墨研碎,加入烧杯中配制 0.3 g×L-1氧化石墨 悬浮液100 mL,置于超声波清洗器中在200 W功率 下超声30 min,离心处理除去其中少量杂质,得到均 质稳定的氧化石墨烯胶状悬浮液;向离心后的氧化 石墨烯胶状悬浮液中加入 0.5 mL水合肼, 90 °C恒 温反应10 h,得到稳定的石墨烯胶状悬浮液.采用微 孔滤膜(材料: 混合纤维膜, 规格: D 100 mm, 孔径: 0.22 μm)过滤氧化石墨烯及石墨烯悬浮液,通过加 入悬浮液的量控制薄膜厚度.过滤后将薄膜连同滤 膜一起置于烘箱中于 60 °C烘干,然后将薄膜从滤 膜揭下,得到氧化石墨烯和石墨烯薄膜样品. 2.4 测试表征 XRD、FTIR、Raman和SPM分析在西南科技大 学分析测试中心完成. XRD分析用荷兰帕纳科公司 生产的X′pert MPD Pro型X射线衍射仪. 实验条 件: Cu靶, 管电压 40 kV, 管电流 40 mA; 发射狭缝 (DS): (1/2)º; 防散射狭缝 (SS): 0.04 rad; 接收狭缝 (AAS): 5.5 mm; 扫描范围: 3º-80º, 连续扫描. FTIR 分析用美国尼高力仪器公司生产的Nicolet-5700型 红外吸收光谱仪, 扫描范围 4000-400 cm-1; KBr压 片法制样. Raman分析用英国雷尼公司生产的 InVia 型激光拉曼光谱仪, Ar+激光,波长514.5 nm,扫描范 围: 1000-3000 cm-1, 精度: ±1 cm-1. SPM分析用日 本精工生产 SPI3800N型扫描探针显微镜, 工作模 式: 动态力模式(DFM), 扫描范围: XY: 20 μm, Z: 2 μm;分辨能力XY: 0.2 nm, Z: 0.01 nm. 粒度分析在西南科技大学材料科学与 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学 院完成.粒度分析用英国马尔文公司生产的Master- sizer2000型激光粒度分析仪,测量范围: 0.02-1000 μm. 3 结果与讨论 3.1 石墨烯薄膜制备过程中产物的粒度变化 图1为氧化石墨烯和石墨烯胶状悬浮液的激光 粒度分布曲线.图1(a)可以看出,氧化石墨烯在水中 粒径分布呈拖尾峰形, 且主峰不对称分布范围较 宽, 平均粒径为 22.38 μm; 氧化石墨烯的中值粒径 D(50)为20.06 μm,这意味着50%的氧化石墨烯粒径 小于20.06 μm.图1(b)中,石墨烯在水中的粒径呈单 峰分布,粒度范围较窄、对称性较好且平均粒径较 氧化石墨烯有突出的变化,平均粒径为 0.31 μm;石 墨烯的中值粒径D(50)为 0.26 μm,即 50%的石墨烯 粒径小于 0.26 μm.由此,可以说明在还原过程中氧 化石墨烯结构层的化学键产生断裂,使还原后石墨 烯的粒径减小. 图 2为氧化石墨烯和石墨烯胶状悬浮液的 DFM图,所选观察区域为: 10 μm×10 μm.图 2(a)可 以看出, 氧化石墨烯的粒径分布较宽, 单层厚度在 1.3 nm左右;图 2(b)中,石墨烯粒径明显减小,粒径 分布范围较窄,大部分的直径在 0.5 μm左右,也偶 尔观察到1 μm以上的大片;同时,单层的厚度减小, 在1 nm左右.二者变化趋势与激光粒度分析结果相 吻合.这表明,氧化石墨烯在还原剂作用下,导致结 构层内化学键断裂,粒径减小;同时,结构层表面官 能团被还原,导致厚度减小.上述DFM分析测试的 结果与激光粒度测得的粒径相比, 相对偏小. 主要 是由于激光粒度分析测得样品默认为球状,此处存 在一定程度偏差. DFM测试结果给出了更为直观的 数据. 3.2 石墨烯薄膜制备过程中产物的结构变化 图 3为石墨、氧化石墨、氧化石墨烯薄膜和石墨 烯薄膜的XRD图.石墨具有典型的层状结构,结构 层是单层的石墨,即理想状态下的石墨烯.由图3(a) 可以看出, d值为 0.3354 nm的衍射峰为石墨的 d(002) 特征衍射峰,峰形尖锐,表明石墨结晶度高.图 3(b) 中,氧化石墨在 0.9351 nm位置出现衍射峰,峰形宽 化, 且原有的石墨特征衍射峰消失, 表明在氧化剂 图1 氧化石墨烯(a)和石墨烯(b)胶状悬浮液的 激光粒度分析 Fig.1 Size distributions of graphene oxide (a) and graphene (b) particles in the suspension 738 杨勇辉等:石墨烯薄膜的制备和结构表征No.3 的作用下石墨被完全氧化.氧化使石墨层间键合大 量含氧官能团,这些基团的存在使晶体的结构单元 层发生一定程度的褶皱弯曲以及水分子的插入导 致氧化石墨结构沿 c轴方向增大.24图3(c)可以看出, 氧化石墨烯薄膜的衍射峰向低角度偏移、宽化,其 结构单元层厚度增大到 0.9540 nm.图 3(d)中,石墨 烯薄膜的衍射峰消失.出现上述现象的原因是在氧 化石墨烯和石墨烯悬浮液过滤成膜过程中,氧化石 墨烯由于片径大,结构层基面上具有羟基、羧基等 亲水官能团, 在氢键的作用下, 易沿基面形成凝聚 体,从而有序堆积,故氧化石墨烯薄膜在XRD上有 衍射峰出现;而石墨烯虽然粒度分布窄,但粒径过 小, 且基面上残存的羟基易与边缘含氧基团结合, 而形成絮凝体, 从而形成无序堆积的石墨烯薄膜, 在XRD中无衍射峰.25 3.3 石墨烯制备过程中产物的分子光谱特征 3.3.1 样品的FTIR光谱 图4为石墨、氧化石墨、氧化石墨烯薄膜和石墨 烯薄膜的 FTIR光谱图,吸收峰频率列在表 1中.通 过FTIR光谱分析,可以对石墨在氧化还原过程中化 学键的变化情况进行定性讨论.石墨结构层内碳原 子间为 sp2杂化的共价键,未参与杂化的pz电子在结 构层表面形成大的共轭π键,层间为分子键.从图中 可以看出, 石墨基本无红外吸收峰, 理论分析石墨 无红外活性.从图4(b)上可以看出,氧化石墨在4000- 400 cm-1范围内主要的吸收谱带分别为3430、1720、 1634、1380、1264和1045 cm-1.相应的吸收谱带归属 如表 1所示,与文献中报道的相符合 26-28.石墨氧化 后结构层中碳原子之间的 sp2键受到破坏,由于键合 了上述官能团,形成了 sp3杂化的共价键型石墨层间 化合物;同时石墨的共轭π键因含氧官能团的侵入 而被破坏;四探针测试结果表明,所得氧化石墨的 电阻率ρ＞104 Ω·cm,为绝缘体.氧化石墨结构层中 水分子和结构层表面键合官能团的存在,使其层间 图2 氧化石墨烯(a)和石墨烯(b)的DFM图 Fig.2 DFM images of graphene oxide (a) and graphene (b) 图3 石墨(a),氧化石墨(b),氧化石墨烯薄膜(c)和 石墨烯薄膜(d)的XRD图谱 Fig.3 XRD patterns of graphite powder (a), graphite oxide (b), graphene oxide membrane (c), and graphene membrane (d) 图4 石墨(a),氧化石墨(b),氧化石墨烯薄膜(c)和 石墨烯薄膜(d)的FTIR图谱 Fig.4 FTIR spectra of graphite powder (a), graphite oxide (b), graphene oxide membrane (c), and graphene membrane (d) 739 Acta Phys. ⁃Chim. Sin. 2011 Vol.27 距增加, 削弱了层间分子键力, 这也是氧化石墨能 够超声分散的原因. 从图 4(b, c)的红外光谱和表 1 对比中可以看出,氧化石墨和氧化石墨烯薄膜的吸 收谱带基本一致.石墨烯薄膜的FTIR图谱(图 4(d)) 与氧化石墨烯薄膜(图4(c))相比,吸收峰明显减弱或 消失, 同时谱图中还残存有环氧和羟基等吸收谱 带,表明氧化石墨结构层表面官能团在还原剂作用 下大部分被还原,共轭π键恢复,结构层碳原子恢复 sp2杂化;同时,得到的石墨烯薄膜不能够重新分散, 可能是产物结构层表面官能团减少,共轭π键恢复 造成的. 3.3.2 样品的Raman光谱 图5为石墨、氧化石墨、氧化石墨烯薄膜和石墨 烯薄膜Raman光谱经平滑处理,采用Lorentizian曲 线拟合分峰并积分, 得到的拟合曲线. 由图得到D 峰中心位置, G峰中心位置, D峰积分强度 ID, G峰积 分强度 IG, 积分强度比 ID/IG和平均晶粒尺寸 La(La= 44/(ID/IG))等参数,各项参数及计算结果如表2所示. 从图 5(a)可知 1351 cm-1处为石墨D峰,由碳环 中 sp2原子呼吸振动的模式产生的. 1588 cm-1处的G 峰由碳环和长链中的所有 sp2原子对的拉伸运动产 生. G峰和D峰都是由 sp2化学键振动引起. D峰与 石墨的晶粒的尺寸和杂质缺陷有关.纯净的石墨单 晶是完全有序的, 拉曼光谱只有一个尖锐的G峰. 晶体尺寸减小时,长程周期被破坏,无序度增加,会 出现D峰, 并随尺寸减小, 强度增强;29 同时缺陷的 存在也会导致一个很强的D峰. D峰与G峰的积分 强度比 ID/IG可以作 sp2键炭材料晶体结构的有序度 和晶粒尺寸的检测标准. ID/IG积分比值越大,则样品 的缺陷越多,石墨化程度越低. D峰增强服从TK关 系, ID/IG∝1/La.29-31 2722 cm-1处为石墨的 2D峰,对应 于无序拉曼模的和频,在完整的石墨晶体和缺陷存 在的情况下有拉曼活性, 故具有较强的拉曼信号. 当样品石墨化程度很低时, 2D峰通常很弱、很宽,此 处未考虑二阶拉曼峰. 从图 5(b)中可以看出,石墨氧化后D峰增强, G 图5 石墨(a),氧化石墨(b),氧化石墨烯薄膜(c)和石墨烯薄 膜(d)的Raman图谱拟合曲线 Fig.5 Curve fitting of Raman spectra of graphite powder (a), graphite oxide (b), graphene oxide membrane (c), and graphene membrane (d) 表2 石墨,氧化石墨,氧化石墨烯薄膜和石墨烯薄膜的Raman光谱数据 Table 2 Raman data of graphite powder, graphite oxide, graphene oxide membrane, and graphene membrane samples ID/IG is the integrated intensity ratio of D-band and G-band, La is the grain size. FWHM: full width at half maximum Sample graphite graphite oxide graphene oxide membrane graphene membrane D-band peak Raman shift/cm-1 1351 1356 1365 1364 FWHM/cm-1 41.4 92.9 137.2 126.6 G-band peak Raman shift/cm-1 1582 1585 1585 1586 FWHM/cm-1 19.8 66.6 93.5 79.4 ID/IG 0.54 1.22 1.19 1.49 La/nm 81.48 36.07 36.97 29.53 表1 石墨,氧化石墨,氧化石墨烯薄膜和石墨烯薄膜的FTIR光谱数据 Table 1 FTIR data of graphite powder, graphite oxide, graphene oxide membrane, and graphene membrane samples stretching vibration of water molecules stretching vibration of carboxyl groups on the edges of the layer planes or conjugated carbonyl groups deformation vibration of water molecules deformation vibration of O－H stretching vibration of C－OH stretching vibration of C－O σ / cm-1 graphite powder 3430 1634 graphite oxide 3430 1720 1634 1380 1264 1045 graphene oxide membrane 3430 1720 1634 1380 1264 1045 graphene membrane 3430 1634 - - 1045 740 杨勇辉等:石墨烯薄膜的制备和结构表征No.3 峰向高波数移动; 同时D峰和G峰谱带明显宽化, 彼此重叠,由图计算出积分强度比 ID/IG为1.22.氧化 石墨的平均晶粒尺寸La为 36.07 nm,说明在氧化剂 作用下, 石墨结构层内的碳碳键被破坏, 致使得到 的氧化石墨结构层断裂,长程有序破坏,粒径减小, 与剥离的氧化石墨烯悬浮液的粒度分析和DFM分 析结果相符合. 从图 5(b, c)的Raman光谱和表 2的 对比中可以看出, 氧化石墨和氧化石墨烯薄膜的 Raman光谱基本一致.与氧化石墨烯薄膜相比,石墨 烯薄膜的Raman光谱(图 5(d))中, D峰强度增大, ID/ IG继续增强, 为 1.49, 平均晶粒尺寸 La为 29.53 nm. 主要是由于在还原过程中,还原剂作用导致石墨烯 结构层表面碳碳键断裂,致使石墨烯相对尺度La继 续减小, 无序度增加, 进而导致了上述的光谱特征 变化. 在氧化还原过程中, 石墨原有的 sp2结构发生 很大的变化,石墨结构中碳碳键是 sp2杂化成键.从 FTIR光谱中可以看出,石墨经氧化后形成以 sp3杂 化的共价键型石墨层间化合物,主要键合羧基、环 氧、羰基和羟基等含氧官能团.还原作用下,氧化石 墨烯表面官能团消失,共轭π键恢复;同时, sp2结构 恢复.但由于 sp2杂化碳形成的π键比起 sp3杂化形成 的δ键更易极化,具有较大的拉曼截面,使用可见光 激光激发时, π态发生共振增强,结果是即使碳结构 中 sp3含量很高,拉曼光谱仍由 sp2信号主导.31 4 结 论 样品的谱学分析与激光粒度分析和扫描探针 分析相符合,揭示了石墨在氧化还原过程中分子光 谱行为与样品粒径尺寸、厚度变化之间的关系. (1)石墨经氧化得到氧化石墨的过程中,产物结 构层表面共轭π键破坏,以共价键形式键合大量含 氧官能团;结构层厚度增加,使其晶体结构层间距 增大;结构层内的碳碳键被破坏,致使得到的氧化 石墨结构层断裂,长程有序破坏,粒径减小,无序度 增加. (2)氧化石墨超声分散得到氧化石墨烯胶状悬 浮液,在水中粒径呈拖尾峰分布,分布范围较宽,单 层厚度在1.3 nm左右;还原后得到的石墨烯胶状悬 浮液在水中粒径呈单峰分布,分布范围窄、对称性 好且平均粒径减小,厚度在1 nm左右. (3)真空抽滤氧化石墨烯胶状悬浮液得到的氧 化石墨烯薄膜和氧化石墨晶体结构特性相同;还原 后真空抽滤石墨烯胶状悬浮液得到的石墨烯薄膜 结构层表面含氧官能团量明显减少;石墨烯基面上 残存的羟基易与边缘含氧基团结合, 而形成絮凝 体,从而形成无序堆积的石墨烯薄膜,呈非晶状态, 无衍射峰出现;粒径继续减小,导致了产物无序度 进一步增加. References (1) Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S. V.; Grigorieva, I. V.; Firsov, A. A. Science 2004, 306, 666. (2) Yang, Q. H.; Lü, W.; Yang, Y. G.; Wang, M. Z. New Carbon Materials 2008, 23, 97. [杨全红,吕 伟,杨永岗,王茂章.新 型炭材料, 2008, 23, 97.] (3) Gu, Z. B.; Ji, G. H.; Lu, M. H. Journal of Nanjing University of Technology (Natural Science) 2010, 32, 105. [顾正彬,季根 华,卢明辉.南京工业大学学报:自然科学版, 2010, 32, 105.] (4) Zhang, W. N.; He, W.; Zhang, X. L. New Chemical Materials 2010, 38, 15. [张伟娜,何 伟,张新荔.化工新型材料, 2010, 38, 15.] (5) Meyer, J. C.; Geim, A. 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