氧化插层是目前制备氧化石墨烯(GO)类单层/多层材料的主流方法之一, 其关键步骤为氧化剂和插层剂的选择及工艺的匹配。传统工艺主要采用Hummers法, 存在氮氧化物排放量大、环境危害大、安全性差等问题, 本文综述了近年来氧化插层制备氧化石墨烯的研究进展, 重点阐述了绿色氧化剂、插层剂的研究进展及相应工艺的改良与创新, 系统分析了不同试剂的反应机理及应用效果, 旨在寻找绿色环保、价格低廉、更适合工业化的制备方法。
氧化石墨烯 绿色制备 氧化剂 插层剂 氧化插层 工艺优化 graphene oxide green preparation oxidation agent intercalation agent oxidization intercalation process innovation
1 脉冲功率激光技术国家重点实验室，电子工程学院，合肥 230037
2 安徽省红外与低温等离子体重点实验室，合肥 230037
3 北京遥感研究所，北京 100192
基于两步氧化插层先驱体法制备了不同膨胀体积的膨胀石墨，分析了先驱体、膨胀石墨的微观结构和微观形貌；利用静态测试系统测试了膨胀石墨对1.064 μm激光的消光行为，据此计算了其对1.064 μm激光的质量消光系数，得到了该系数与膨胀体积的依赖关系，并从消光机理进行了原因分析。结果表明：通过控制和优化先驱体合成条件，可以制得膨胀体积高达600 mL·g-1的膨胀石墨；两步插层导致先驱体的层间距(d002)明显大于天然石墨，当其d002从0.359 0 nm 增至0.371 1 nm时，所得膨胀石墨的膨胀体积从267 mL·g-1增至600 mL·g-1；膨胀石墨平均质量消光系数与膨胀体积呈近似线性关系，当膨胀体积由233 mL·g-1增至600 mL·g-1时，该系数从0.20 m2·g-1升至0.48 m2·g-1；膨胀石墨对1.064 μm激光呈非选择性散射，膨胀体积大，导致几何面积大，对1.064 μm激光的散射能力增强；同时，膨胀石墨中出现了更深的孔隙或孔腔，可作为等效黑体增强对入射激光的吸收.
膨胀石墨 消光 激光 两步氧化插层法 膨胀体积 微观形貌 Expanded graphite Extinction Laser Two-step chemical intercalation Expanding volume Micro morphology
