热接触变质煤制备石墨烯：化学结构演化-论文

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文件名称：热接触变质煤制备石墨烯：化学结构演化-论文
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更新时间：2021-07-08 09:55:57
热接触变质煤 煤基石墨烯 氧化石墨烯 作为具有优异性能的碳材料，石墨烯应用前景广阔。我国煤炭资源储量丰富，以煤为原料，探讨制备石墨烯的研究需不断深化。受岩浆影响的热接触变质煤具有高碳含量、高芳香度等特点，但其制备石墨烯的可行性值得研究。以淮北煤田朔里煤矿5号煤层为研究对象，采集3个靠近岩浆侵入体的热接触变质煤为原料。煤基石墨烯的制备采用改进Hummers法，原煤经石墨化后，通过氧化、超声剥离、还原成石墨烯。采用傅里叶变换红外光谱 (FTIR)、拉曼光谱和X射线衍射对煤基石墨、氧化石墨烯和还原氧化石墨烯逐一进行分析。结果表明：3个样品制得的煤基石墨的(002) 晶面间距均为0.338 1 nm。氧化石墨烯的分子结构中含有羧基、羟基和环氧基，在还原后这些官能团脱落并形成了还原氧化石墨烯结构中的缺陷。煤基石墨和还原氧化石墨烯的红外光谱都出现了羟基的特征吸收峰，区别在于煤基石墨中的羟基为石墨化过程中所残留的，而还原氧化石墨烯中的羟基则是氧化石墨烯未彻底还原所残留的。拉曼光谱分析的结果表明氧化石墨烯在还原后ID/IG>1，为还原过程中石墨烯片层表面的环氧基脱落形成的面缺陷所导致。由朔里热接触变质煤所制备出的还原氧化石墨烯的平均层数分