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氧化石墨烯的制备与结构（一）
氧化石墨烯的研究背景
随着材料领域的发展，人们对于材料的功能性需求更为严苛，迫切需要在交通运输、建筑材料、能量存储与转化等领域应用性质更加优良的材料出现，石墨烯以优异的声、光、热、电、力等性质引起关注，作为前驱体的GO也以其灵活的物理化学性质、可规模化制备的特点更成为应用基础研究的热点。
GO的一些制备方法介绍
Brodies法（1859年）
原材料：石墨、氯酸钾、发烟硝酸
实验过程：将质量比为1:3的石墨与氯酸钾混合，并加入大量的发烟硝酸，在60℃的条件下反应3-4天，以水洗涤后并干燥。然后真空干燥得到质量大于初始石墨原料质量的产物。
优点：由于是初始制备氧化石墨烯的方法，并不能真实的反应出GO的组分，所以此方法过于原始优点甚微。
缺点：氯酸钾极易发生爆炸，反应时间过长。
Staudenmaiers法（对Brodies法进行改进）
原材料：石墨、氯酸钾、发烟硝酸、浓硫酸
实验过程：在容器中分批次地将石墨，氯酸钾加入发烟硝酸中，并加入浓硫酸提高整个体系的酸浓度。
优点：整个过程只在一个容器进行，操作简便。
缺点：氯酸钾极易发生爆炸，生成的二氧化氯需要用惰性气体特殊处理且处理过程中极易发生爆炸，安全性太差。
Tours法
原材料：石墨、浓硫酸、高锰酸钾、磷酸
实验过程：石墨和高锰酸钾比例1:6，浓硫酸和磷酸比例9:1，基于Hummers法进行实验。
优点：不使用硝酸钠避免产生有毒气体，反应过程更温和环保，获得产物的氧化程度和产率更高，大规模量产更有优势。
缺点：含磷废酸的处理较为困难。
高铁酸钾氧化法
原材料：石墨、浓硫酸、高铁酸钾
实验过程：将60g高铁酸钾氧化剂加入400ml的93%的硫酸混匀。再将40g石墨加入其中，室温搅拌下一小时，最后利用高速离心将膏状沉淀用去离子水洗涤至中性，得到品质较好的单层氧化石墨烯。
优点：硫酸可以回收，对环境友好。
缺点：高铁酸钾氧化法较为复杂，市售成本过高。
电化学制备法
原材料：石墨、浓硫酸、硫酸钠、高氯酸锂、铂
实验过程：将浓硫酸、硫酸钠、高氯酸锂作为电解质，铂箔作为负极，石墨作为正极。先施加+2V的直流电压2分钟，然后施加+10V直至石墨完全剥离，后通过过滤，洗涤收集溶液中剥离的石墨烯。
优点：安全性高，快速合成，易于控制。
缺点：大规模生产难，技术要求过高，适用于实验室。
Hummers法（本公司制备参考方法）
原材料：石墨、硝酸纳、浓硫酸、高锰酸钾
实验过程：
1、低温反应：在冰水浴中，将100g石墨和2.3L浓度为98%浓硫酸混合，加入50g硝酸钠和300g高锰酸钾，控制温度不超过20℃，搅拌反应一段时间，这一步骤将石墨初步氧化。
2、中温反应：将反应液加热至35℃，继续搅拌30分钟，这一过程氧化反应继续进行。
3、高温反应：将反应液升温至98℃，持续加热20分钟，这一过程石墨被深度氧化，生成氧化石墨烯。
4、洗涤与干燥：反应结束后，趁热过滤，并用5%HCL溶液和去离子水洗涤直至滤液中无硫酸根被检测到为止。最后将滤饼在60℃的真空干燥箱中干燥，保存备用。
优点：稳定安全、氧化过程反应快。
缺点：制备过程可能残留杂质，废酸的处理。
Hummers法以硝酸钠替代了发烟硝酸，减少了反应过程中酸雾的生成，但制备过程中仍会产生诸如二氧化氮和氧化二氮的有毒气体，然而硝酸钠在氧化过程的作用却无定论。因此，近年来采用Hummers法制备GO时大都省去了硝酸钠。
徐州汇墨新材料科技有限公司位于江苏徐州，专业从事石墨烯原材料的研发、生产及销售的企业，主要生产氧化石墨烯原材料和石墨烯粉体、氧化石墨烯粉体。建有年产50吨石墨烯，500吨氧化石墨烯的生产线。汇墨石墨烯厂家技术先进，汇墨氧化石墨烯厂家期待与您携手共赢！莅临指导！
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