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以神东烟煤为原料制备石墨烯及其表征
洁净煤技术
网络首发时间:2023-11-22 12:44:33
122
作者
尉琳琳
李可可
刘臻
姜晓琳
郭屹
李永龙
马琳鸽
李君
单位
北京低碳清洁能源研究院
西安科技大学化学与化工学院
摘要
石墨烯因其优良的理化特性,在电子、新能源、新材料等领域展现出广阔的应用前景。烟煤制备石墨烯既有利于拓展石墨烯原料范围又可以减少煤化工的碳排放。本文以神东烟煤为原料,基于改进的Hummer’s法制备石墨烯,并通过X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及原子力显微镜(AFM)对烟煤制备的石墨烯及其过程产物进行了晶型、结构、表面形貌与厚度的定性与定量表征,同时研究了原料煤粉粒径对制备的石墨烯结构的影响规律。结果表明,基于改进的Hummer’s法实现了神东烟煤向石墨烯的转化,所制备出的石墨烯具有典型的石墨烯晶型和褶皱。从拉曼光谱与XRD的结果可知,随着原料煤粉粒径的增加,制备的烟煤基石墨烯的缺陷增加。从石墨烯的微观表征来看,神东烟煤所制备的部分石墨烯层数为1-2层,通过合理选择原料煤粉粒径采用改进的Hummer’s法,制备得到了石墨烯。本文所述烟煤制备石墨烯工艺方法为获得更为理想的烟煤基石墨烯有重要指导意义。
关键词
烟煤
煤基石墨烯
原料粒径
结构表征
文章目录
0 引 言
1 神东烟煤制备石墨烯及其分析表征
1.1 原料煤分析及研磨制样
1.2 原料煤的脱灰及石墨化前处理
1.3 神东烟煤制备石墨烯流程
1.3.1 烟煤基氧化石墨烯制备
1.3.2 煤基氧化石墨烯还原
1.4 样品分析及表征
2 结果与讨论
2.1 神东烟煤制备石墨烯表征及原料煤粉粒径对煤基石墨烯品质的影响规律
2.1.1 神东烟煤制备石墨烯晶体结构表征及不同粒径烟煤石墨化特征晶型的差异
2.1.2 神东烟煤石墨烯及不同粒径烟煤石墨化过程拉曼光谱分析
2.2 煤基石墨烯表面结构及其层数计算
2.2.1 烟煤基石墨烯表面结构表征
2.2.2 烟煤基石墨烯层数计算与表征
3 结 论
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