氧化石墨烯的还原概述及光学特性
氧化石墨烯的还原
上一个课程(氧化石墨烯的制备与结构)所述的各种氧化过程虽然使得氧化石墨非常易于剥离成GO,并能根据不同的氧化技术对GO的成分进行一定程度上的调控,但是含氧官能团的存在改变了石墨烯本身的共轭结构,因此氧化石墨呈现电绝缘或者半导体特性,颜色大多为棕色或者黄色。在很多情况下,恢复GO的共轭特性比如导电性的时候,就需要去除或者部分去除氧化石墨中的氧,这样的过程通常称为还原。
氧化石墨还原过程和氧化石墨的剥离过程经常同时发生,但是也可先剥离成GO再进行还原。以氧化石墨为原料,研究者们发展了热还原、电化学还原、化学还原等方法以去除氧化石墨上的含氧基团,得到具有不同性质 (电子结构、物理和表面形态)的石墨烯 (经常被称为RGO)。
氧化石墨烯的还原评价方法:
因为氧化石墨在还原过程中微观结构和很多性质会发生改变,这些变化可以直接观察或通过仪器测量到一些明显的变化,据此可判断不同还原方法的效果。
氧化石墨烯的光学特性:
由于还原过程可以显著地提高氧化石墨的导电性、载流子浓度和迁移能力,这会显著增加对于入射光的反射和吸收,因此RGO通常呈现黑色,薄膜可具有金属光泽,而GO则通常为棕色。
对于GO悬浮液而言,还原作用会带来明显可见的视觉特征变化,将胶体状态的GO经化学还原(如肼)制备RGO时,黄棕色的GO悬浮液会被还原为黑色沉淀物。这是因为还原过程减少了GO上的极性基团,尤其是边缘官能团极性降低,导致材料疏水性增强,一致出现团聚和沉淀。通过添加表面活性剂或者调节溶剂特性等方法可以继续保持RGO的胶体状态。
将GO/RGO片置于合适的基底(如SiO2/Si)上,利用光学显微镜可以在微观尺度上观察到还原前后的区别。由于GO片的绝缘特性,GO片和基底之间只有微弱的光学衬度变化,几乎呈透明状态;在GO片边缘较高衬度区域,则对应较高的厚度,通常是边缘折叠导致的。而在还原之后,同样条件下RGO片和基底之间的对比明显增强。
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!