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磺化石墨烯及其导电炭薄膜的制备与性能

袁文辉;顾叶剑;李保庆;李莉

【摘要】以石墨为原料,采用Hummers法液相氧化合成了氧化石墨(GO),通过低

温真空剥离预还原、磺化反应、葡萄糖二次还原,合成了高质量的磺化石墨烯(S-

GNS),有效避免了在此过程中石墨烯大量团聚的现象.采用傅里叶变换红外(FTIR)光

谱、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析仪(TG)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显

微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)等分析手段对磺化石墨

烯样品进行了表征.实验结果表明:对氨基苯磺酸成功地接枝到了石墨烯上,磺化石墨

烯还原彻底,热稳定性能高；石墨烯表面平整,缺陷少；单层磺化石墨烯厚度约为

1.2nm.水溶性、分散性实验结果表明:磺化石墨烯拥有高水溶性和高分散性.BET比

表面积及电性能测试表明:磺化石墨烯的比表面积高达806.4m2/g,薄膜材料的导

电率为1150S/m.%Graphiteoxide(GO)waspreparedfromgraphiteby

Hummersliquidoxidationmethodandthesulfonatedgraphene(S-GNS)

wasthenpreparedbypre-reduction,sulfonationandpost-reduction.

Glucosewasalsousedtoreducetheagglomerationamongthegraphene

layers.Theas-preparedsulfonatedgraphenewascharacterizedbyFourier

transforminfraredspectroscope(FT-IR),X-rayphotoelectronspectroscope

(XPS),Thermo-gravimetricanalysis(TG),X-raydiffraction(XRD),Scanning

electronmicroscope(SEM),Transmissionelectronmicroscope(TEM)and

Atomicforcemicroscope(AFM),respectively.Theexperimentalresults

indicatethatthegrapheneofthep-phenyl-SO3Hgroupsissuccessfully

graftedintographiteoxide,andgraphiteoxideiscompletelyreducedto

sulfonatedgraphene.Thesulfonatedgraphenepossesseshighthermal

stability,smoothsurfaceandfewdefects,andthethicknessofsinglelayer

grapheneisapproximately1.2nm.Watersolubilityanddispersionresults

showthatthesulfonatedgraphenecanbedispersedintowaterwithgood

watersolubility.Inaddition,theBETspecificsurfaceareaandtheelectrical

conductivityofthesulfonatedgraphenefilmareupto806.4m2/gand

1150S/m,respectively.

【期刊名称】《无机材料学报》

【年(卷),期】2012(027)012

【总页数】6页(P1271-1276)

【关键词】石墨烯;氧化石墨;磺化;氧化还原

【作者】袁文辉;顾叶剑;李保庆;李莉

【作者单位】华南理工大学化学与化工学院,广州510640;华南理工大学化学与化

工学院,广州510640;华南理工大学化学与化工学院,广州510640;华南理工大学环

境科学与工程学院,广州510640

【正文语种】中文

【中图分类】O647

石墨烯是一种由单层碳原子紧密堆积而成的二维蜂窝状晶格结构的晶体薄膜,由于