氧化石墨的制备与物性研究

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氧化石墨是石墨经过深度的液相氧化,而得到的层间距远大于石墨的层状化合物。氧化石墨是制备合成Graphene的主要材料之一。同时,氧化石墨本身也有着很多独特的物理、化学性质,是当前科学研究的热点课题之一。本论文从氧化石墨最初的制备入手,主要通过介电测量的方式,结合其它多种分析测试手段,尝试对氧化石墨的性质以及其层间吸附水所处的状态进行了研究和探讨。   首先,本文介绍了氧化石墨的制备过程。主要采用改进的Hummers方法[31,44]来制备氧化石墨。并通过控制反应的时间、反应的温度,来控制不同的氧化程度。   在氧化石墨的表征过程中,通过X射线衍射实验(XRD),傅里叶红外光谱(FTHR),固体核磁共振(NMR),有机元素分析,热重分析(TGA)等实验手段,对氧化石墨样品的层间距、官能团、元素含量等性质进行了表征。   在氧化石墨的性质研究中,主要通过以下几个方面来进行研究:   1.通过X射线衍射实验(XRD)的结果,对比不同含水量的样品,得到氧化石墨的样品层状结构与其含水量的关系。   2.通过热分析(TGA)和有机元素分析,进一步得出氧化石墨所含的官能团,与其吸附水性质的关系。   3.通过在介电谱实验的研究,进一步研究了氧化石墨吸附水的过程,并建立了简单的模型进行解释。   4.在介电谱中,在0℃-30℃附近观察到了一组介电响应的峰。对该峰的性质进行了较全面的研究。并发现了该峰所在的位置与氧化石墨样品含水量、测量信号频率之间的关系。  
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