POSS改性石墨烯的制备及表征

1、POSS改性石墨烯的制备及表征摘要：石墨烯是一种新兴的无机二维片层碳纳米材料，自 2004 年横空出世后， 就以其独特的结构、 电学、热学、力学和光学性能等一系列综合性能吸引广大科 研工作者的广泛关注， 从而迅速成为物理化学和材料学等领域的研究热点。 但是 由于石墨烯的表面缺少一些可以和其他有机物质的反应的官能团， 加之自身的物 理性质，其在有机溶剂中分散很困难， 从而限制了石墨烯在很多领域的使用。 近 些年来，有不少关于对石墨烯或者氧化石墨烯改性或者功能化的报道， 得到了使 用性很高的改性石墨烯材料。 但是，石墨烯在有机聚合物中的分散性仍然需要做 进一步的提高， 如功能化分散性的提高等等。

2、本文针对这一问题， 通过对自制氧 化石墨烯进行一系列的处理，在石墨烯上接上一种 异辛基 的 POSS（笼型倍半硅 氧烷），并通过红外（IR）, X-射线衍射扫描（XRD），高分辨电镜（HRTEM）,原 子力显微镜（ AFM ）对最后的产物进行表征。改性后的石墨烯由于接上了带有 烷基链的POSS,提高了石墨烯在聚合物中的分散性，从而使石墨烯和聚合物形 成的复合材料具有优异的性能 关键词：石墨烯 改性 分散性 功能化第一章：绪论1.1 前言当今世界科学技术日新月异， 人们的生活丰富多彩， 为了寻求更加舒适的生 活方式，人们对材料到的要求也越来越高。 传统意义上单一种类的材料已经很难 满足人们的使用

3、要求， 多种材料之间通过一定的加工方式形成的复合材料， 以其 优异的物理化学性能成为各大研究领域的热点。 近年来石墨烯作为一种新兴的材 料，密度小、强度大、刚度好、高导电等特性成为广大科研工作者争相研究的对 象。碳材料是地球上最普遍也是最奇妙的一种材料， 它可以形成世界上最硬的金 刚石， 也可以形成最软的石墨。 近 20 年来， 碳纳米材料一直是科技创新的 前沿领域， 1985 年发现的富勒烯和 1991 年发现的碳纳米管均引起了巨大的研 究热潮。 2004 年， 英国科学家发现了由碳原子以 sp2 杂化连接的单原子层构 成的新型二维原子晶体 -石墨烯 （Graphene）， 其基本结构单元为

4、有机材料中最稳 定的苯六元环 （图 1）， 是目前最理想的二维纳米材料。 石墨烯的发现， 充实了 碳材料家族， 形成了从零维的富勒烯、一维的碳纳米管、二维的石墨烯到三维 的金刚石和石墨的完整体系， 为新材料和凝聚态物理等领域提供了新的增长点。石墨层间化合物是近几年来新涌出的一种分子水平上的纳米复合材料，至今， 利用石墨来制备石墨插层复合材料已有不少研究。 但是由于石墨本身不亲水不亲 油以及无电荷的性质使其不能像层状的蒙脱土一样能通过层间的离子交换反应 来实现单体的插层， 因此通常对石墨进行一系列的处理， 使其层间距增大。 常用 的方法是将石墨进行氧化得到氧化石墨后再超声处理得到氧化石墨烯， 然

5、后再对 氧化石墨烯进行官能化处理，提高氧化石墨烯的使用性能。近些年来， 关于对氧化石墨烯的官能化研究已有相当多的报道。 由于制备氧化 石墨过程中的在石墨边缘和片层中间产生的缺陷 （氧化时石墨六元环结构遭到一 定程度的破坏产生了一定数量的 -COOH、-OH 和环氧基团），利用这些缺陷对氧化 石墨进行改性， 将氧化石墨接上不同的有机物质， 提高氧化石墨的使用性， 提升 氧化石墨烯在和其他聚合物符合形成复合材料时的一些性能。 通过对氧化石墨烯 进行处理使其和单氨基的笼型倍半硅氧烷（poss,其他的R基团为异辛基）反应， 这样反应后得到改性石墨烯在有机物质中有很好的分散性， 在于聚合物形成复合 材料

6、时也有很好的相容性。1.2 石墨烯简介1.2.1 发现斯哥尔摩 2010年 10月 5日电 瑞典皇家科学院 5日宣布，将 2010年诺贝尔 物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈K海姆和康斯坦丁 沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。2004年，英国曼彻斯特大学的安德烈 K 海姆（Andre K. Geim）等利用胶带法 制备出了石墨烯。一问世，就受到广泛关注，对石墨烯的研究也越来越深入，石 墨烯独特的碳二维结构， 优越的性能， 广泛的使用前景更是吸引了全世界科学家 的目光。石墨烯的结构石墨是三维（或立体）的层状结构，石墨晶体中层和层之间相隔340pm，距离较大，是以范德华力结合起

7、来的，即层和层之间属于分子晶体。但是，由于同 一平面层上的碳原子间结合很强， 极难破坏，所以石墨的溶点也很高，化学性质 也稳定，其中一层就是石墨烯。石墨烯是由单层碳原子组成的六方蜂巢状二维结 构，即石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料，是碳的二维结构。理想的石墨烯结构是平面六边形点阵，可以看作是一层被剥离的石墨分子，每个碳原子均为sp2杂化，并贡献剩余一个p轨道上的电子形成大n键，n电子 可以自由移动，赋予石墨烯良好的导电性。不仅如此，石墨烯还可以看作是形成所有sp2杂化碳质材料的基本组成单元。如 图：图（1）石墨可以看成是多层石墨烯片堆垛而成，碳纳米管可以看作是卷成圆 筒状的石墨

8、烯。当石墨烯的晶格中存在五兀环的晶格时，石墨烯片会发生翘曲 富勒球可以便看成通过多个六元环和五元环按照适当顺序排列得到的。1.2.3 石墨烯的特性1， 电学特性石墨烯具有无和伦比的高电子迁移率。 最先分离出石墨烯， 来自曼彻斯特的 小组测量了他们分离出的单层石墨烯分子的电子迁移率， 发现电荷在石墨烯中的 迁移速率达到10000cm2/vs,这个测量结果还是在未除去杂质和衬底，保持室温 的条件下进行。相比之下，现代晶体管的主要材料硅的电子迁移率不过 1400 cm2/vs。当然，这个数据记录并没有保持多久，在 2008年，由Geim和他同事领 导的小组声称电子在石墨烯中迁移速率可以到达前所未有的

9、200000 cm2/vs。而不久之后，来自哥伦比亚大学的 Kirill Bolotin将这个数值提高到250000 cm2/vs, 超过硅100倍以上。石墨烯在电子迁移率上另一个优异性质是它的迁移率大小几 乎不随温度变化而变化。 电子迁移率之所以受温度影响， 是因为电子在传递过程 中受晶体晶格震动的散射作用， 导致电子迁移率降低， 而晶格震动的强度和温度 成正比。即温度越高， 电子迁移率越低。 然而石墨烯的晶格震动对电子散射很少， 几乎不受温度变化影响，马里兰大学的研究人员在50K和500K之间测量了单层石墨烯的电子迁移率， 发现无论温度如何变化， 电子迁移率大约都是 15000 cm2/v

10、s。石墨烯的超强导电性和它特殊的量子隧道效应有关。 量子隧道效应允许相对 论的粒子有一定概率穿越比自身能量高的势垒。 而在石墨烯中， 量子隧道效应被 发挥到极致，科学家们在石墨烯晶体上施加一个电压（相当于一个势垒），然后 测定石墨烯的电导率。一般认为，增加了额外的势垒，部分电子不能越过势垒， 使得电导率下降。 但事实并非如此， 所有的粒子都发生了量子隧道效应， 通过率 达100%。这是石墨烯极高载流速率的来源。2， 力学性质 石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧，当施加外部机械力时，碳原子面就 弯曲变形，从而使碳原子不必重新排列来适应外力， 也就保持了结构稳定。 美国哥伦比 亚大学的一支物理学研

11、究小组经过大量的试验， 发现石墨烯是现在世界上已知的 最为牢固的材料， 并对石墨烯的机械特性进行了全面的研究。 他们选取10 20 微 米的石墨烯微粒作为研究对象。 试验发现， 在石墨烯样品微粒开始碎裂前， 它们 每100 纳米距离上可承受的最大压力居然达到了大约 2.9 微牛。如果用石墨烯制 成包装袋，那么它将能承受大约两吨重的物品。同时，石墨烯是人类已知强度最高的物质，比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上 100倍。石墨烯还同时展现出高柔韧性和脆性这两个相互矛盾的性质， 这一点史无前 例，同样前无古人的发现是石墨烯不容许任何气体通过， 可以说是隔绝气体的优 良材料。 不过关于非电子

12、效应， 我们甚至不知道石墨烯的熔点， 也不知道它如何 熔化的，这源于石墨烯极小的尺寸。3， 热学特性 石墨烯的导热性超过现有一切已知物质。在发现石墨烯以前，大多数物理学 家认为，热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。所以，它的发 现立即震撼了凝聚态物理界。虽然理论和实验界都认为完美的二维结构无法 在非绝对零度稳定存在，但是单层石墨烯在实验中被制备出来，这归结于石 墨烯在纳米级别上的微观扭曲。石墨烯是由碳原子按六边形晶格整齐排布而 成的碳单质，结构非常稳定。迄今为止，研究者仍未发现石墨烯中有碳原子 缺失的情况，即六边形晶格中的碳原子全都没有丢失或发生移位。各个碳原 子间的连接非常柔韧，当

13、施加外部机械力时，碳原子面就弯曲变形。因此， 碳原子就不需要重新排列来适应外力，也就保持了结构的稳定。4， 化学特性 石墨烯的电子性质受到了广泛关注，然而石墨烯的化学性质却一直无人问 津，我们至今关于石墨烯化学知道的是： 类似石墨表面， 石墨烯可以吸附和脱附 各种原子和分子（例如：二氧化氮，氨，钾） 。这些吸附物往往作为给体或受体 并导致载流子浓度的变化，石墨烯本身仍然是高导电。其他的吸附物，如H+和0H则会产生导电性很差的衍生物，但这些都不是新的化合物，只是石墨烯装饰 不同吸附物而已。 从表面化学的角度来看， 石墨烯的性质类似于石墨， 可利用石 墨来推测石墨烯的性质。第一个功能化石墨烯的例子

14、是 grapha ne：它由二维的碳 氢化合物的一个氢原子连接到石墨烯的每个六边形格而成。 除了氢原子， 许多其 他功能化机团也不失为寻找新型石墨烯复合材料的选择。 “石墨纸 ”是一个受人瞩 目的例子：由未功能化的石墨烯薄片产生的石墨纸多孔、非常脆弱；然而，由致 密氧化的石墨烯产生的石墨纸则坚硬强韧。 除功能化外， 石墨烯化学可能有许多 潜在的使用，然而要石墨烯的化学性质得到广泛关注有一个不得不克服的障碍： 缺乏适用于传统化学方法的样品。 这一点未得到解决， 研究石墨烯化学将面临重 重困难。1.2.4 石墨烯的表征方法石墨烯的表征方法主要有：原子力显微镜、光学显微镜、Rama光谱、XRD原子力

15、显微镜（ AFM）由于单层石墨烯厚度只有0.335nm,在扫描电镜（SEM中很难观察到，原子 力显微镜是确定石墨烯结构最直接的办法。光学显微镜 单层石墨烯附着在表面覆盖着一定厚度 （300nm的SiO2层Si 晶片上，可以在光学显微镜下观测到 , 这是因为单层石墨层和衬底对光线产生的 干涉有一定得对比度,受空气-石墨层-SiO2层间的界面影响。Raman光谱 Roman光谱的形状、宽度和位置和其测试的物体层数有关， 为测量石墨烯层数提供了一个高效率、无破坏的表征手段。XRD 通过 X 射线衍射由布拉格公式可以很明显的得到石墨的层间间距发生 的变化，同时有衍射峰的变化可以确定石墨烯和石墨之间的区

16、别。1.2.5 石墨烯的使用石墨烯的使用范围很广， 从电子产品到防弹衣和造纸， 甚至未来的太空电梯 都可以以石墨烯为原料。 在纳米电子器件方面， 石墨烯的使用包括： 电子工程领 域极具吸引力的室温弹道场效应管； 进一步减小器件开关时间， 超高频率的操作 响应特性； 探索单电子器件； 在同一片石墨烯上集成整个电路。 其他潜在使用包 括：复合材料；作为电池电极材料以提高电池效率、 储氢材料领域、 场发射材料、 量子计算机以及超灵敏传感器等领域。石墨烯是世界强度最高的物质。 这种物质不仅可以用来开发制造出纸片般薄 的超轻型飞机材料、 制造出超坚韧的防弹衣， 甚至能让科学家梦寐以求的 2.3 万 英里

17、长太空电梯成为现实。此外石墨烯的聚合物功能化也是共价功能化其中一种重要的形式。 采用不同 的有机小分子对石墨烯进行功能化 , 可以获得具有水溶性或有机可溶的石墨烯。 在此基础上 , Ye 等采用共聚的方法制备了两亲性聚合物功能化的石墨烯 ，如图 2所示（聚苯乙烯-聚丙烯酰胺（PS-PAM嵌段共聚物改性的石墨烯）。由于聚苯 乙烯和聚丙烯酰胺分别在非极性溶剂和极性溶剂中具有较好的溶解性 , 使得该 石墨烯既能溶解于水 , 也能溶解于二甲苯。 该方法进一步改善了石墨烯的溶解 性, 并且, PS-PAM 功能化的石墨烯作为添加物 , 可以在多种聚合物中均匀分散使其在聚合物复合材料等领域有很好的使用前景

18、。图（3）聚苯乙烯-聚丙烯酰胺（PS-PAM嵌段共聚物改性的石墨烯的制备1.3笼型低聚倍半硅氧烷（POSS）1.3.1 POSS的简介倍半硅氧烷（POSS）作为一种有机无机纳米结构材料，倍半硅氧烷（POSS）是一类分子式表示为（RSiOi.5）n,（分子中O:Si=1.5:1）结构的物质，R取代基为氢、 烷基、烯基、芳基、亚芳基以及它们的衍生物基团。当n=8时，笼形倍半硅氧烷的结构为一正立方体，Si原子位于立方体8个顶角，每两个相邻的Si原子由一 个O原子连接（简称T8）°POSS（T8）由Si8Oi2核和和核相连的七个有碳氢链和一个 官能团或者更多的官能团组成，这些官能团可以通过分

19、子设计进行聚合、接枝、 交联。POSS的这些特征为制备分子级分散的纳米有机无机杂化材料提供了契机。 相比于粘土和普通的无机填料，POSS具有如下优点：对称结构的单分散性分子， 低密度、高温热稳定性、不含金属元素、粒子和聚合物间的相匹配的界面相互作 用。而且，当和聚合物复合时，工艺操作简单，所制得的有机无机杂化材料具有 优异的综合性能，如高的机械性能、热稳定性、耐阻燃性等优异性能从而满足各 种高性能工程使用。根据结构不同，倍半硅氧烷可分为无规结构、梯形结构、笼形结构、半笼形 结构（见图3）和桥型结构。其中的笼形结构和半笼形结构的倍半硅氧烷化合物称 为 POSS（Polyhedral Oligom

20、eric Silsesquioxane 多面体低聚倍半硅氧烷）。a.无规形倍半硅氧烷Si2RSi°O o卜b.梯形倍半硅氧烷c.笼型倍半硅氧烷d.半笼型倍半硅氧烷图3倍半硅氧烷的结构分类图其中研究最多的是笼状结构的 POSS分子，每个笼子的定点硅原子，每个硅原子 上有一个取代基，笼中Si原子间通过氧连接，根据Si原子上取代基的不同，分 子的大小在1-3 nm。1.4 POSS/聚合物纳米复合材料近年来，随着高分子科学、纳米技术的飞速发展，使得在分子水平自组装、分子结构和性能控制方面合成聚合物纳米复合材料成为可能。无机-有机纳米复合材料通常兼具无机纳米粒子以及有机聚合物的优点， 因而成

21、为现今材料科学中 极具发展前景的一种新型材料。多面体低聚倍半硅氧烷 (POSS不同于SiO2、有 机硅和其他填料，它是一种具有纳米尺寸及笼状结构的无机-有机掺杂复合物。由于POSS是具有上述特殊微观结构的杂化体系，使得它在改性聚合物方面具有 无可比拟的优势：可以将POSS改变成含不同官能团的单体，其活性反应基团可以和多种聚合物反应；将 POSS 作为封端基或交联固化中心，形成有机无机杂化聚合物，以 满足改性各种不同聚合物的需要。在加入聚合物体系制备POSS聚合物复合材料 过程中，不仅能提高材料的热稳定性， 而且还能提高材料的机械强度、 表面硬度， 增强聚合物的阻燃性等。因此，有关POSS聚合物

22、体系结构和性能的研究已成为 众多科学家关注的焦点。在过去的几年中，已经成功将离散的 Si-O 骨架接枝到 传统的有机聚合物体系中。1.5 结论随着科技的不断发展， 结合最近的科研成果， 通过不同的改性剂和改性方法， 可以得到各种不同性能的尼龙 -6 改性材料， 以满足工程上不同使用， 可以大大拓 宽尼龙-6作为工程塑料的使用领域。POSS改性的聚合物复合材料具有良好的性 质和广泛的使用前景。 目前许多研究者都在积极开发研究制备这种复合材料， 但 仍存在一些问题需要解决，主要表现在POSS单体的制备过程中和副产物分离还 比较困难，生产POSS单体及其聚合物材料还未完全实现工业化， 其工业使用范

23、围还有待进一步扩大。 但是，随着技术的发展和研究者的努力， 这些问题都会得 到解决，并能够开发出性能更好的 POSS聚合物纳米复合材料。1.6 课题研究目的及意义实验室采用的 hummer 法制备氧化石墨的过程中对石墨的片层六元环结构造 成了一定的破坏， 在氧化石墨烯的边缘和表面上形成一些可以进一步反应的官能 团，如羰基、羟基和环氧基等。 利用这些官能团对氧化石墨烯做一些功能化处理， 使石墨烯具有一些新的物理化学性质。 本实验的思路就是通过对氧化石墨上羰基 的功能化处理， 先用氯化亚砜将其酰氯化， 然后再一定的溶剂中经超声剥离和分 散，并在一定的温度下回流反应，接枝上 poss，获得目标产物。

24、由于poss剩余 顶点上接的是异辛基的烷基链，利用 poss和聚合物之间较好的相容性，加之石 墨烯优异的力学性能、 耐热性能和气体阻隔性能等， 可以提高石墨烯在制备杂化 材料方面的使用范围和使用的前景。2实验部分2.1原料原料名称纯度/型号生产厂家98%硫 酸分析纯北京化工产NaCI分析纯北京化工厂KMnO4分析纯北京化工厂30%HzO2分析纯北京化工厂36.5%HCL分析纯北京化工厂四氢呋喃分析纯北京化工厂乙醇分析纯北京化工厂SOC2分析纯西陇化工股份有限公司膨胀石墨250目华东石墨单氨基poss分析纯2.2实验仪器及测试方法1超声仪器SB25-12DT型超声波清洗机，时间0-99min,温

25、度室温-60摄氏度，功率600w2离心仪器湘仪TG16-WS型台式高速离心机，离心管 25ml，转速范围0-11000r/min，时间0-99min 本试验转速为10000r/min3旋涂仪器KW-4A型台式匀胶机（鑫有研电子科技有限公司生产），转速（0-9000r/min ）和 时间（0-60s）可调，将少量的石墨烯溶液滴在改性后的硅晶片上， 转速1200r/min 时间30s重复2-3次旋涂制样4 AFM美国DI公司Muitimode IIIa型扫描探针显微镜，样品制备前，硅晶片的清洗很重 要，把硅晶片放入用乙醇和丙酮的混合液，煮 15-30min,超声15min取出吹干5 HRTEM 将

26、石墨烯用超声分散后滴加在微珊上，自然晾干，用高分辨投射电镜 (HITACJEM301)0 观察石墨烯的形貌和边缘。6 XRD采用日本理学 Rigaku 公司的 D/MAX 2500 VB2+/PC 型 X 射线衍射分析仪进行。7 红外BRUKER TENSOR 27 FTIR测试方法：固体试样均采用KBr压片法测试。2.3 实验方法及步骤一、采用传统的Hummer法制备氧化石墨,具体步骤：1. 将 1g 可膨胀石墨加适量食盐晶体研细，抽滤洗去 NaCl， 60-90 摄氏度烘干时间 >10hrs；2. 将烘干好的膨胀石墨加入圆底烧瓶，加入23mLH2SO4( 98%),插层时间 >

27、24hrs；3. 控制温度低于20E下小心加入3gKMnO4,磁力搅拌30mins；4. 将温度升至35-40E，保持30mins；5. 将温度升至70°C，保持45mins,进行至此阶段末体系悬浊液会变成土黄色 的泥浆状；6. 迅速升温至105C，加3mL去离子水，保持5mins,再加3mL去离子水，保持5mins，再加40mL去离子水,保持15mins；7. 最后加入140mL水，给体系降温，加入 10mL 30% H2O2搅拌5mins；8. 加入5%HC清洗一到两遍；9. 离心分离得到自己想要的产品，烘干并研磨备用。二、氧化石墨烯的制备及酰氯化称取一定量的烘干后的氧化石墨，至

28、于圆底烧瓶中，按0.1g氧化石墨配20mlSOCL 的量进行配比， 置于超声波清洗机中超声 3 小时，使其分散均匀。 通过超声使氧 化石墨层和层之间发生剥离，得到氧化石墨烯。将超声分散后的液体，在 75 摄氏度氮气保护，回流反应 24 小时。反应结束后， 利用旋转蒸发仪将体系中的soc2除去。由于soc2遇水剧烈反应，所以体系中的 socb必须除尽，用冷阱抽除去残留的少量的 soc2。隔绝空气密闭低温保存，准 备下一步反应。三、氧化石墨烯的官能化 按氧化石墨烯中羧基摩尔含量为 3%计算，配以等摩尔量的单氨基 POSS（R 为异 辛基）置于500ml三口烧瓶中，加入一定量的溶剂四氢呋喃，控制温度

29、在80C,氮气保护条件下，回流反应 24 小时。反应结束后，讲混合液体过滤并用适量的溶剂洗涤 2-3次，得到所要产品，70C 烘干两天备用。2.4 测试IR红外光谱测试取膨胀石墨（1）、氧化石墨（2）、poss-氧化石墨（3）少量采用溴化钾压片 法进行红外光谱测试，分析各样品的结构和碳的骨架。原子力显微镜（ AFM）取少量的氧化石墨、纯poss和跟poss反应后的产物，用台式匀胶机旋涂于硅晶 片上。用原子力显微镜观察各物质的形貌和相态分布。制样方法：将氧化石墨溶于水中超声剥离并分散， 用台式匀胶机在转速 1200r/min 的条 件下进行旋涂。将少量纯poss溶于四氢呋喃中，在转速1200r/

30、min条件下进行旋涂 将少量反应后的物质溶于四氢呋喃中，在转速 1200r/min 条件下进行旋涂 在制样之前对硅晶片进行处理是非常关键的， 采用甲醇、 乙醇、异丙醇对硅晶片 分别超声五分钟， 然后自然晾干， 然后用改性剂对硅晶片进行改性， 最后用去离 子水清洗在进行旋涂制样。高分辨透射电镜（ HRTEM） 用高分辨投射电镜（ HITACHI JEM 3010）观察石墨烯的形貌， 将超声后的氧化石墨，和于 poss反后的氧化石墨微量的滴于微栅上，自然晾干 并用HRTEM进行观察3 结果讨论3.1 红外红外光谱 （Infrared Spectroscopy） 分析是分子结构分析的常用表征手段之，

31、通过红外光谱可以定性的得到材料的结构信息。这里采用KBr压片法制样，在ShimadzuFTIR-8400S!外光谱仪上进行测试，表征石墨氧化前后和反应前后的 结构变化。 图为膨胀石墨、 氧化石墨和反应后氧化石墨的红外光谱图。 原料膨胀 石墨（a）中，3450 cm1及1630cm1处为样品潮湿引起的，1386 cm-1 “处为石墨 的奉征吸收带。对比原料石墨，氧化石墨烯 （b） 的红外光谱发生了明显的变化： 3350cm1处的峰变宽并一直延伸到低波数，为典型的 一COO中羟基的伸缩振动 峰.3580 cm-1处卟弱的肩峰应为C-OH中羟基的伸缩振动峰：1728cmi处出现一新 的吸收峰，应为羰

32、基或羧基中C-O的仲缩振动峰;1610cm-1处应为吸附水中的0H勺 变形振动。可以看到， 1386 cm-1 处的石墨的本征吸收带依然存在，但峰形变宽， 约1410cm1处有一肩峰应足C-OH中-OH的变形振动所产生的吸收。另外，1238 cm1 处出现一新的宽峰，应归为COH羧基及环氧中CO的伸缩振动。表明氧化石 墨烯中含有大量的含氧官能团， 如：羧基、羟基、羰基等。反应后氧化石墨图 （C） 相比氧化石墨图（b）,在2800-2980之间出现了一个明显的宽峰，为 CH巾C-H 的反对称及对称伸缩振动峰；另外在1450cm1和1360cm1处有两个峰，分别为 -CONH中C=OS N-H的吸

33、收振动峰。由此红外图表明，此氧化石墨烯经过一系列处 理后，其片层边缘的-COO和NHposs发生了反应，在其边缘接上了 poss。ecnaDrosRo2400030002000Waven umbers (cm-1)10003.2 AFM由下图（a）可看到视野中有几片氧化石墨烯的片，通过测其厚度只有2.3 nm左右，在2-3层左右，从高度图可以看出有明显的褶皱存在。?l V| t»|WflDDjC：i3M$!W 511? Som rate HiutAcr of -mmfI?!I mm? b*+s t«4-l 5« i-FSection AnolysisLnrksr

34、Harivr!-« 2nt» CpnflHr IOfPlB I1 Cl Hdll? >M1U jIH WU H3 珈 Hvi-jht 倔DH1-4L37-2M73.fcJ5vti Id 1<G.£MZ Lta 5L ?S5 hhCw> Lint: Wf Wf&tr; OffWiJf&Ci" hQrtng Bog：(a)He mt RiJLus$irrr-vcrJ-l?5- umHorLz dHWnMl" 1.I7Z Uri UvrC diBlJuuiwB.5L4 nnHn*L«SiurCti! JLf tdinci Hnri.3. di FCjncp Uert dlsUnnc AirLt Sin-rcr HDuTLZ dl-ftJnDG-UrrE d i hI HhfL« SptC-tfJi Kp