如何用電化學方法把石墨烯氧化

1. 石墨烯還原有哪些方法

一、化學還原劑還原

1、肼累還原
2、金屬氫化物還原
3、活性金屬還原
4、還原性酸或酚還原

二、其他還原方法還原

1、高溫熱處理還原

2、電化學還原
3、水熱（溶劑）熱還原
4、催化貨光催化還原

5、微波熱還原

2. 請問HUMMERS法製造氧化石墨烯的反應原理是什麼感謝

H2SO4、HNO3、HClO4等強Bronst 酸的stage-1、stage-2 型嵌入化合物在強氧化劑,如KClO4、KMnO4等的作用下，或電化學過氧化(overoxide)作用下，經水解後即轉化為氧化石墨(Graphite Oxide，GO)。此外，Hudson 等等也報道了在水或稀乙酸、稀硫酸中直接電化學法合成膠體氧化石墨的方法，但其形成機理與Nakajima的有所不同。 氧化石墨同樣是一層狀共價化合物，層間距離依制備方法而異。一般認為，氧化石墨中含有-C-OH、-C-O-C，甚至-COOH等基團，從而表現出較強的極性。乾燥的氧化石墨在空氣中的穩定性較差，很容易吸潮而形成水化氧化石墨( IC = 0.8～0.9nm) ，但當氧化石墨在50～200℃下與F2 反應生成氟化氧化石墨後，穩定性明顯增強。作為電極材料，氟化氧化石墨的放電容量也較氧化石墨有很大提高，特別是在110℃下與F2 作用生成的氟化氧化石墨，在放電電流密度為0.5mA/cm2 (1M LiClO4-PC ) 時的放電容量、能量密度分別達675mA h/g、1420W h/Kg。 由於極性基團的存在，氧化石墨很容易吸收極性小分子而形成氧化石墨嵌入化合物，其IC 值隨極性分子尺寸的增大而增大，但這類嵌入化合物的穩定性較差，在空氣中很易脫嵌(deintercalate) 而轉化為水化氧化石墨。極性高聚物盡管對氧化石墨層間的擴散很慢，但得到的嵌入化合物卻很穩定。 與石墨不同，氧化石墨在外力，如超聲波的作用下在水中或鹼水中可形成穩定性較好的氧化石墨膠體或懸浮液，同時受層間電荷的靜電排斥作用，氧化石墨的片層發生層-層剝離

3. 怎麼將石墨烯氧化成氧化石墨烯

1、Hummers 法
具體的工藝流程：
在冰水浴中裝配好250 mL 的反應瓶加入適量的濃硫酸攪拌下加入2 g 石墨粉和1 g 硝酸鈉的固體混合物；
再分次加入6 g 高錳酸鉀控制反應溫度不超過20℃攪拌反應一段時間然後升溫到35℃左右繼續攪拌30 min再緩慢加入一定量的去離子水續拌20 min 後並加入適量雙氧水還原殘留的氧化劑使溶液變為亮黃色。
趁熱過濾並用5%HCl 溶液和去離子水洗滌直到濾液中無硫酸根被檢測到為止。最後將濾餅置於60℃的真空乾燥箱中充分乾燥保存備用。
2、Hummers方法
具體的工藝流程：
在冰水浴中裝配好250 mL的反應瓶，加入適量的濃硫酸，磁力攪拌下加入2 g 石墨粉和1 g硝酸鈉的固體混合物，再緩慢加入6 g高錳酸鉀，控制反應溫度不超過10 ℃，在冰浴條件下攪拌2 h後取出，在室溫下攪拌反應5 d。
將樣品用5 %的H2SO4（質量分數）溶液進行稀釋，攪拌2 h後，加入6 mL H2O2，溶液變成亮黃色，攪拌反應2 h離心。然後用濃度適當的H2SO4、H2O2混合溶液以及HCl反復洗滌；
最後用蒸餾水洗滌幾次，使其pH~7，得到的黃褐色沉澱即為氧化石墨(GO)。將樣品在40 ℃的真空乾燥箱中充分乾燥。
獲得的氧化石墨入去離子水中，60 W功率超聲約3 h，沉澱過夜，取上層液離心清洗後放入烘箱內40 ℃乾燥，即得片層較薄的氧化石墨烯。

4. 電化學還原氧化石墨烯採用什麼方法

電化學還原石墨烯是一種較為方便，綠色，節能的方法。入境的石墨烯還原方法主要有利用氰碘酸或水合肼的化學還原法，與熱碳還原法。其電化學還原法相比於化學還原法，有較為綠色無毒的優點，且在還原中對材料不會引入其他的雜原子。相比如熱碳還

5. 制備的石墨烯能用乙醇洗嗎

【制備的石墨烯能用乙醇洗】制備的石墨烯能用乙醇洗，這是因為乙醇洗分散效果更好。一般用於電化學方法制備石墨烯過程中最後的清洗過程。
通過電化學氧化石墨棒的方法制備石墨烯。將兩個高純的石墨棒平行地插入含有離子液體的水溶液中，控制電壓在10～20V，30min後陽極石墨棒被腐蝕，離子液體中的陽離子陰極還原形成自由基，與石墨烯片中的π電子結合，形成離子液體功能化的石墨烯片，最後用無水乙醇洗滌電解槽中的黑色沉澱物，60℃下乾燥2h即可得到石墨烯。此方法可一步制備出離子液體功能化的石墨烯，但制備的石墨烯片層大於單原子層厚度。

6. 怎麼把氧化態的石墨烯變成還原態

以化學和電化學穩定的金屬及合金或非金屬導體材料為陰極和陽極，在攪拌及－5～90℃下、在一恆定的電壓－1．5V～－10．0V下，電解還原氧化態石墨烯溶液1min～10h，即在陰極電極表面得到高質量石墨烯；或者將氧化態石墨烯溶液滴塗在陰極材料表面也可還原得到石墨烯，用於修飾電極作為生物感測等應用。本發明的方法制備石墨烯是利用氧化態石墨烯上的含氧功能團在陰極上得到電子被還原。該方法除需一台電化學工作站外，不需要其它任何專用設備，所以制備方法簡單，反應過程易於控制，成本低、無污染，所制備的石墨烯質量高，其制備技術極易推廣使用。

7. 石墨烯是怎麼提煉的

石墨烯分為石墨烯粉體和石墨烯薄膜兩大類。常見的石墨粉體生產的方法為機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法。石墨烯薄膜生產方法為化學氣相沉積法（CVD）。

1、機械剝離法

機械剝離法是利用物體與石墨烯之間的摩擦和相對運動，得到石墨烯薄層材料的方法。這種方法操作簡單，得到的石墨烯通常保持著完整的晶體結構

2、氧化還原法

氧化還原法是通過使用硫酸、硝酸等化學試劑及高猛酸鉀、雙氧水等氧化劑將天然石墨氧化，增大石墨層之間的間距，在石墨層與層之間插入氧化物，製得氧化石墨。然後將反應物進行水洗，並對洗凈後的固體進行低溫乾燥，製得氧化石墨。通過物理剝離、高溫膨脹等方法對氧化石墨粉體進行剝離，製得氧化石墨烯。

最後通過化學法將氧化石墨烯還原，得到石墨烯。這種方法操作簡單，產量高，但是產品質量較低 。氧化還原法使用硫酸、硝酸等強酸，以及使用大量的水進行清洗，帶大較大的環境污染。

3、SiC外延法

SiC外延法是通過在超高真空的高溫環境下，使硅原子升華脫離材料，剩下的C原子通過自組形式重構，從而得到基於SiC襯底的石墨烯。這種方法可以獲得高質量的石墨烯，但是這種方法對設備要求較高。

(7)如何用電化學方法把石墨烯氧化擴展閱讀：

石墨烯的應用：

1、感測器

石墨烯可以做成化學感測器，這個過程主要是通過石墨烯的表面吸附性能來完成的，根據部分學者的研究可知，石墨烯化學探測器的靈敏度可以與單分子檢測的極限相比擬。 石墨烯獨特的二維結構使它對周圍的環境非常敏感。

石墨烯是電化學生物感測器的理想材料，石墨烯製成的感測器在醫學上檢測多巴胺、葡萄糖等具有良好的靈敏性。

2、晶體管

石墨烯可以用來製作晶體管，由於石墨烯結構的高度穩定性，這種晶體管在接近單個原子的尺度上依然能穩定地工作。相比之下，目前以硅為材料的晶體管在10納米左右的尺度上就會失去穩定性；石墨烯中電子對外場的反應速度超快這一特點，又使得由它製成的晶體管可以達到極高的工作頻率。

例如IBM公司在2010年2月就已宣布將石墨烯晶體管的工作頻率提高到了100GHz，超過同等尺度的硅晶體管。

3、柔性顯示屏

消費電子展上可彎曲屏幕備受矚目，成為未來移動設備顯示屏的發展趨勢。柔性顯示未來市場廣闊，作為基礎材料的石墨烯前景也被看好。韓國研究人員首次製造出了又多層石墨烯和玻璃纖維聚酯片基底組成的柔性透明顯示屏。

韓國三星公司和成均館大學的研究人員在一個63厘米寬的柔性透明玻璃纖維聚酯板上，製造出了一塊電視機大小的純石墨烯。他們表示，這是迄今為止「塊頭」最大的石墨烯塊。隨後，他們用該石墨烯塊製造出了一塊柔性觸摸屏。研究人員表示，從理論上來講，人們可以捲起智能手機，然後像鉛筆一樣將其別在而後。