插層剝離法制備的石墨烯性能與表征

王振廷，　馮　帆，　尹吉勇，　朱士奎

(黑龍江科技大學 材料科學與工程學院， 哈爾濱 150022)

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插層剝離法制備的石墨烯性能與表征

王振廷，馮帆，尹吉勇，朱士奎

(黑龍江科技大學 材料科學與工程學院， 哈爾濱 150022)

為探尋制備石墨烯的新方法，以Na2SO4和KOH混合溶液為剝離液、以高純定向熱解石墨(HOPG)為原料，由電磁場交互作用剝離的石墨納米微片，經超聲波細胞破碎機分散和冷凍干燥，制備少層石墨烯粉末。利用掃描電子顯微鏡、高分辨透射電鏡對其進行微觀形貌表征和層數觀察，X射線衍射儀對其晶格有序程度和層間距進行計算。同時，采用霍爾效應法測定少層石墨烯的薄膜電導率，采用物理N2吸附法測定石墨烯的BET比表面積。結果表明：制備的少層石墨烯，具有薄紗狀褶皺起伏的平面結構，邊緣存在少量缺陷和卷曲，形狀不規則的層與層間呈平行堆疊，且具有良好的透光性。其結構缺陷少、層數少(3～5層)，電導率可達105～106S/m，BET比表面積超過80 m2/g。插層剝離法能夠快速制備石墨烯，且少層石墨烯導電性能和吸附性能良好。

石墨烯； 插層剝離； 宏量制備； 表征； 性能

0　引　言

石墨烯由sp2碳原子以蜂巢晶格構成二維單原子層結構。每個碳原子貢獻一個p電子。它周圍有三個碳原子成鍵，C—C鍵長0.142 nm，鍵角120°，且以三個sp2雜化軌道和鄰近的三個碳原子形成三個σ鍵，剩余一個p軌道和鄰近的其他碳原子一起形成共軛體系。因此，石墨烯的C—C骨架由σ鍵參與構成，在這個骨架的上下分布有成對的電子云。這種成鍵形式和苯環的成鍵模式完全一樣，因此，石墨烯也可看成是一個巨大的稠環芳烴(polycyclic aromatic hydrocarbon)?！?br>