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《石墨nio納米復(fù)合材料的制備與表征翻譯》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、JMaterSci(2011)46:1190–1195石墨烯/NIO納米復(fù)合材料的制備與表征ZhenyuanJi?JiliWu?XiaopingShen?HuZhou?HaitaoXi化學與化學工程學院，江蘇大學，鎮(zhèn)江212013，中國江蘇省精細化工工程重點實驗室，常州大學，常州213164，中國摘要石墨烯基復(fù)合材料作為一種有很好應(yīng)用前景的新材料不斷涌現(xiàn)。在本文中，我們提出了一種簡便的方法，用氧化石墨烯和氯化鎳為原料制備石墨烯/NiO納米復(fù)合材料，并采用X射線衍射儀，傅立葉變換紅外光譜，透射電子顯微鏡，紫外可見光譜，熱重和差
2、示掃描熱分析對制得的復(fù)合材料進行了表征。結(jié)果表明，在原位形成的納米NiO作為石墨烯表層裝飾形成一個薄膜狀的復(fù)合結(jié)構(gòu)，因此，可以有效的防止石墨烯薄片的重疊?？梢灶A(yù)計NiO涂層的石墨烯納米復(fù)合材料將會顯著提高NiO的電化學性能，并且在未來納米技術(shù)中作為最有前途的應(yīng)用材料得以廣泛應(yīng)用。引言石墨烯，作為單一的與個體石墨具有相同結(jié)構(gòu)的的單原子層二維碳片，由于其獨特的電學，熱學和機械性能使其成為材料科學的地平線上一顆冉冉升起的耀眼新星[1-2]。利用石墨烯這些優(yōu)秀性能的一個可能途徑就是在復(fù)合材料中摻入石墨烯薄片[3-5]。已被證實由于石
3、墨烯薄片（微米級的橫向原子厚度）大的電導(dǎo)率和長徑比，基于石墨烯的高分子復(fù)合材料表現(xiàn)出非常低的電滲流闕值（0.1%體積百分比濃度）[6]。近年來，基于石墨烯的無機復(fù)合材料吸引了越來越多的關(guān)注，這是因為無機納米粒子附著相比聚合物附著的石墨薄片，不僅能有效防止這些薄片在化學還原過程中重復(fù)堆疊，而且還能促進以石墨烯為載體的一類新材料的形成[7]。一些石墨烯/無機納米復(fù)合材料顯示出優(yōu)異的性能，這些優(yōu)異性能能廣泛應(yīng)用于發(fā)射顯示器、傳感器、超級電容器、電池、催化等領(lǐng)域[8-15]。氧化鎳（NiO）是一個禁帶寬度在3.6eV反鐵磁半導(dǎo)體[1
4、6]，正在廣泛應(yīng)用各個領(lǐng)域于諸如催化[17]、電致變色薄膜[18-19]、燃料電池電極[20]和有源光纖[21]。近年來，JMaterSci(2011)46:1190–1195納米氧化鎳及其復(fù)合材料[22-24]由于其在蓄電池和電化學電容器[25]方面的潛在應(yīng)用以成為研究的主攻方向。尤其是氧化鎳/碳納米管（CNTs）復(fù)合材料，由于他們增強碳納米管基板[26-30]的電子電導(dǎo)率在改進電容方面有廣泛的研究。石墨烯，具有高的導(dǎo)電性能媲美碳納米管，在碳納米管復(fù)合材料的納米合成中可作為一種低成本的替代[31]。但是，據(jù)我們所知，到目前
5、為止還沒有關(guān)于石墨/NiO納米復(fù)合材料的合成方面的報道。在本文中，我們將提出一種簡易的能大量合成石墨方法。實驗材料和測試在實驗中我們所用到的所有化學藥品都是RG級，都沒有進行進一步純化，制品的形態(tài)和結(jié)構(gòu)的測定采用透射電鏡（TEM，JEM-2100）、X-射線衍射（XRD，D/MAX2500，Rigaka）Cu作靶材。制作TEM試樣先經(jīng)超聲打散分散在無水乙醇中，再將將溶液滴到鍍碳銅網(wǎng)上。采用溴化鉀壓片法在4000-400cm-1區(qū)域通過NicoletFT-170SX型光譜儀記錄傅里葉紅外光譜。紫外可見光（UV-Vis）譜測量需
6、將試樣分散在水溶液中中采用UV-2450型紫外可見分光光度計測量。采用NETZSCHSTA449C綜合熱分析儀進行熱重（TG）和差示掃描量熱(DSC)測定，它能同時進行TG和DSC測量。氧化石墨的合成氧化石墨的合成采用天然石墨鱗片通過改進后的Hummer法制備[32]。一個典型的合成方法，取2.0g石墨鱗片，放入冷水（0℃），加入濃硫（100mL）。然后，邊攪拌邊加入8.0克高錳酸鉀，通過冷卻使混合物溫度保持在低于10℃下?；旌衔镌跍囟鹊陀?0℃下持續(xù)反應(yīng)2h。接著將混合物保持在35℃攪拌1h，然后用100mL去離子水（DI
7、）去稀釋溶液。由于水加入濃硫酸介質(zhì)中會釋放大量熱，放入冰水浴中保持低于100℃的溫度，加入到100mL的去離子水中，混合攪拌1h，再進一步加入去離子水稀釋至約300mL。然后，將20mL30％的H2O2加到混合物中以減少殘留的高錳酸鉀?；旌衔飼尫糯罅康臍馀?，顏色變成亮黃色。最后將混合物過濾并用5%的鹽酸溶液（800mL）沖洗以除去殘留的金屬離子，再用1L左右的去離子水沖洗去掉殘留的酸。得到的固體在60℃烘干24h。為進一步純化，將得到的氧化石墨重新分散在去離子水中，經(jīng)過一周的透析以出去殘JMaterSci(2011)46:
8、1190–1195留的鹽和酸。石墨烯/NiO的納米復(fù)合材料的合成典型的石墨烯/NiO的納米復(fù)合材料的合成，取40毫克的氧化石墨通過超聲波分散在80毫升的去離子水中。往石墨烯溶液中滴加氨水（28wt％的水）調(diào)整pH值約為10。隨后，邊攪拌邊滴加氯化鎳溶液20mL（6毫摩爾/L）和25μL水合
