1。2。2氧化石墨烯简介

氧化石墨烯是一种二维碳材料，是指石墨烯经过氧化处理之后，既保存了石墨结构的同时，又引进了含氧的基团。其中氧化石墨的结构中包含的含氧基团（例如羟基、羧基、环氧基等）分布在石墨烯片层。根据最近的研究表明，这些基团并不是随机分布的，而是表现出高度的相关性。当然，这种基团的引进，使得氧化石墨烯更加容易参与与有机物等的结合反应。[10]

1。2。3氧化石墨烯制备方法

目前制备氧化石墨烯传统的方法有三种Brodie法，Staudenmaier法和Hummers法。而最常用、最高效并且相对安全的方法为Hummers法。Hummers法是指采用浓硫酸处理石墨，然后用高锰酸钾氧化处理石墨。然后制备出来的氧化石墨经过超声剥离法，即将氧化石墨放入合适的分散液中，经过超声剥离制备

本科毕业设计说明书 第3页

出稳定的氧化石墨烯悬浮液，从而投入使用，此方法应用最为广泛。时至今日，制备氧化石墨烯的方法已经层出不穷了。例如：自顶向下方法，其思路是拆分鳞片石墨等制备氧化石墨烯，以传统的三种方法的改进方法为代表；还包括拆分（破开）碳纳米管的方法。还有就是自底向上方法，即用各种碳源合成的方法，具体方法多种多样。[11,12]文献综述

我们都知道石墨烯是目前为止最薄的材料，同时也是最强韧的材料，它的断裂强度比最好的钢材还要高二百多倍。并且它又有很好的弹性，拉伸幅度能够达到自身尺度的百分之二十。氧化石墨烯既保留了很多石墨烯的优点，同时又引进了一些新的自身的优点。[8]我们总结氧化石墨烯的一些优点如下：

（1）强度：石墨烯是目前自然界中强度最大的材料，断裂强度是优质钢材的两百多倍。据数据显示，一块面积为一平方米的石墨烯可以做成吊床，本身重量不足一毫克的石墨烯就可以承受一千克的重量。

（2）比表面积：石墨烯具有很大的表面积，单层的石墨烯的比表面积约为3000m2/g，这是一般活性炭的两倍，从而可以携带更多的离子，得到和失去离子的速度都很快，这一性质使得石墨烯对电池的研发具有很大的前景。

（3）导电性：石墨烯的导电性也很大，被公认为是硅的最具有潜力的替代品。根据各种研究我们发现，石墨烯中自由电子移动的速率远远超过其他导体中自由电子移动的速率，并且可以达到约每秒一万公里。因此此材料对于制造超微型晶体管具有很大的潜能。

（4）导热性：石墨烯具有高导热系数，这种材料由于其高导热、高可靠性已经广泛应用于生活中。例如：智能手机、笔记本电脑和LED显示屏等散热系统。

（5）透明度：石墨烯是透明材料，石墨烯单层对可见光仅有2。3%的吸收，透明度高达97。7%。利用这一特性石墨烯可以代替目前液晶面板使用的ITO导电玻璃。石墨烯具有高导电性和高透明度的特性，可以满足制造导电玻璃的基本要求。

（6）化学性质：氧化石墨烯具有石墨烯不具有的优点，因为引进了含氧基团，所以氧化石墨烯具有石墨烯不具备的良好的亲水性与疏水性，这些特点在生物分子、生物医学方面有巨大的潜力。同时它具有的结合位点与高比表面积使其

第4页

能更好地进行反应。

本科毕业设计说明书

氧化石墨烯由于具有以上的性质，成为了制备石墨烯复合材料的理想前驱体。这类复合材料是通过物质可以在水溶剂中以纳米颗粒的形式负载在氧化石墨烯表面的，形成的复合物结构均匀稳定，已经广泛应用于光催化、储能、光电等领域中。[13-17]