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本文要点:
多层石墨烯(CVD-MG)直接转换为氧化石墨烯(CVD-MGO)的方法
成果简介
氧化石墨烯(GO)具有广阔的前景,因为通过取代官能团和可控制的d-间距。但是,最常用的制备GO的方法是基于强氧化剂的化学剥落,形成片状分散体,该分散体用于形成聚集的片状薄膜。然而,由于它们的不连续和无定形形态,这种GO膜具有差的热,电子和机械性能。
本文中,报告一种新颖且快速的方法,通过将化学气相沉积的多层石墨烯(CVD-MG)直接转换为氧化石墨烯(CVD-MGO)来获得大而连续的GO多层。氧化过程使用在镍(CVD-MG/Ni)上生长的CVD-MG,将温和的酸混合物与镍箔的机械支撑相结合,以氧化CVD-MG而不会撕裂基面。XPS,EDX和拉曼光谱证明了MG已完全转化为CVD-MGO。XRD还显示出CVD-MGO的结晶度高于Flake-GO膜。通过减少连续的CVD-MGO,可以获得导电的还原GO(CVD-rGO),达到原始CVD-MG电导的80%。我们将CVD-MG直接转换为CVD-MGO的结果显示,有望改善GO的传输性能,并提高过滤和分子分离的性能。
图文导读
图1、CVDhummer法
图2。从CVD石墨烯到氧化石墨烯的转化
图3。CVD-MG,CVD-MGO和Flake-GO(FGO)的XPS和拉曼
图4。CVD-MGO和Flake-GO的SEM和XRD
图5。CVD-MG,CVD-MGO和CVD-rMGO的IV曲线
小结
总之,提出将CVD-MG有效且直接地转换为CVD-MGO的方法。尽管典型方法会导致化学剥落薄片,然后将薄片剥落成薄片随机排列,但本研究方法保留CVD-MG结构的完整性。EDX和XPS元素分析证实了氧结合基团已掺入薄膜中,拉曼光谱表明我们的CVD多层石墨烯与参比片状石墨烯氧化物样品之间存在明显的匹配。XRD显示,与我们的Flake-GO样品相比,此方法可生产具有改善的晶体结构的GO膜。电学测量表明还原的CVD-MGO膜具有高电导率,接近原始CVD-MG膜,表明该膜具有分层结构和连续性。
改进的CVD-Hummers方法的一个关键方面是使CVD-MG附着在生长镍的衬底上,从而能够在氧化过程中保持薄膜的结构。所生产的CVD-MGO膜可立即用作膜,从而有可能大规模生产带有可重复使用的CVD镍箔的GO膜。或可用CVD-Hummers方法合成膜能够在能量存储,电池,过滤和渗透性方面具有出色的离子和电子传输性能。
文献
DirectchemicalconversionofcontinuousCVDgraphene/graphitefilmstographeneoxidewithoutexfoliation