如何用电化学方法把石墨烯氧化

1. 石墨烯还原有哪些方法

一、化学还原剂还原

1、肼累还原
2、金属氢化物还原
3、活性金属还原
4、还原性酸或酚还原

二、其他还原方法还原

1、高温热处理还原

2、电化学还原
3、水热（溶剂）热还原
4、催化货光催化还原

5、微波热还原

2. 请问HUMMERS法制造氧化石墨烯的反应原理是什么感谢

H2SO4、HNO3、HClO4等强Bronst 酸的stage-1、stage-2 型嵌入化合物在强氧化剂,如KClO4、KMnO4等的作用下，或电化学过氧化(overoxide)作用下，经水解后即转化为氧化石墨(Graphite Oxide，GO)。此外，Hudson 等等也报道了在水或稀乙酸、稀硫酸中直接电化学法合成胶体氧化石墨的方法，但其形成机理与Nakajima的有所不同。 氧化石墨同样是一层状共价化合物，层间距离依制备方法而异。一般认为，氧化石墨中含有-C-OH、-C-O-C，甚至-COOH等基团，从而表现出较强的极性。干燥的氧化石墨在空气中的稳定性较差，很容易吸潮而形成水化氧化石墨( IC = 0.8～0.9nm) ，但当氧化石墨在50～200℃下与F2 反应生成氟化氧化石墨后，稳定性明显增强。作为电极材料，氟化氧化石墨的放电容量也较氧化石墨有很大提高，特别是在110℃下与F2 作用生成的氟化氧化石墨，在放电电流密度为0.5mA/cm2 (1M LiClO4-PC ) 时的放电容量、能量密度分别达675mA h/g、1420W h/Kg。 由于极性基团的存在，氧化石墨很容易吸收极性小分子而形成氧化石墨嵌入化合物，其IC 值随极性分子尺寸的增大而增大，但这类嵌入化合物的稳定性较差，在空气中很易脱嵌(deintercalate) 而转化为水化氧化石墨。极性高聚物尽管对氧化石墨层间的扩散很慢，但得到的嵌入化合物却很稳定。 与石墨不同，氧化石墨在外力，如超声波的作用下在水中或碱水中可形成稳定性较好的氧化石墨胶体或悬浮液，同时受层间电荷的静电排斥作用，氧化石墨的片层发生层-层剥离

3. 怎么将石墨烯氧化成氧化石墨烯

1、Hummers 法
具体的工艺流程：
在冰水浴中装配好250 mL 的反应瓶加入适量的浓硫酸搅拌下加入2 g 石墨粉和1 g 硝酸钠的固体混合物；
再分次加入6 g 高锰酸钾控制反应温度不超过20℃搅拌反应一段时间然后升温到35℃左右继续搅拌30 min再缓慢加入一定量的去离子水续拌20 min 后并加入适量双氧水还原残留的氧化剂使溶液变为亮黄色。
趁热过滤并用5%HCl 溶液和去离子水洗涤直到滤液中无硫酸根被检测到为止。最后将滤饼置于60℃的真空干燥箱中充分干燥保存备用。
2、Hummers方法
具体的工艺流程：
在冰水浴中装配好250 mL的反应瓶，加入适量的浓硫酸，磁力搅拌下加入2 g 石墨粉和1 g硝酸钠的固体混合物，再缓慢加入6 g高锰酸钾，控制反应温度不超过10 ℃，在冰浴条件下搅拌2 h后取出，在室温下搅拌反应5 d。
将样品用5 %的H2SO4（质量分数）溶液进行稀释，搅拌2 h后，加入6 mL H2O2，溶液变成亮黄色，搅拌反应2 h离心。然后用浓度适当的H2SO4、H2O2混合溶液以及HCl反复洗涤；
最后用蒸馏水洗涤几次，使其pH~7，得到的黄褐色沉淀即为氧化石墨(GO)。将样品在40 ℃的真空干燥箱中充分干燥。
获得的氧化石墨入去离子水中，60 W功率超声约3 h，沉淀过夜，取上层液离心清洗后放入烘箱内40 ℃干燥，即得片层较薄的氧化石墨烯。

4. 电化学还原氧化石墨烯采用什么方法

电化学还原石墨烯是一种较为方便，绿色，节能的方法。入境的石墨烯还原方法主要有利用氰碘酸或水合肼的化学还原法，与热碳还原法。其电化学还原法相比于化学还原法，有较为绿色无毒的优点，且在还原中对材料不会引入其他的杂原子。相比如热碳还

5. 制备的石墨烯能用乙醇洗吗

【制备的石墨烯能用乙醇洗】制备的石墨烯能用乙醇洗，这是因为乙醇洗分散效果更好。一般用于电化学方法制备石墨烯过程中最后的清洗过程。
通过电化学氧化石墨棒的方法制备石墨烯。将两个高纯的石墨棒平行地插入含有离子液体的水溶液中，控制电压在10～20V，30min后阳极石墨棒被腐蚀，离子液体中的阳离子阴极还原形成自由基，与石墨烯片中的π电子结合，形成离子液体功能化的石墨烯片，最后用无水乙醇洗涤电解槽中的黑色沉淀物，60℃下干燥2h即可得到石墨烯。此方法可一步制备出离子液体功能化的石墨烯，但制备的石墨烯片层大于单原子层厚度。

6. 怎么把氧化态的石墨烯变成还原态

以化学和电化学稳定的金属及合金或非金属导体材料为阴极和阳极，在搅拌及－5～90℃下、在一恒定的电压－1．5V～－10．0V下，电解还原氧化态石墨烯溶液1min～10h，即在阴极电极表面得到高质量石墨烯；或者将氧化态石墨烯溶液滴涂在阴极材料表面也可还原得到石墨烯，用于修饰电极作为生物传感等应用。本发明的方法制备石墨烯是利用氧化态石墨烯上的含氧功能团在阴极上得到电子被还原。该方法除需一台电化学工作站外，不需要其它任何专用设备，所以制备方法简单，反应过程易于控制，成本低、无污染，所制备的石墨烯质量高，其制备技术极易推广使用。

7. 石墨烯是怎么提炼的

石墨烯分为石墨烯粉体和石墨烯薄膜两大类。常见的石墨粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法。石墨烯薄膜生产方法为化学气相沉积法（CVD）。

1、机械剥离法

机械剥离法是利用物体与石墨烯之间的摩擦和相对运动，得到石墨烯薄层材料的方法。这种方法操作简单，得到的石墨烯通常保持着完整的晶体结构

2、氧化还原法

氧化还原法是通过使用硫酸、硝酸等化学试剂及高猛酸钾、双氧水等氧化剂将天然石墨氧化，增大石墨层之间的间距，在石墨层与层之间插入氧化物，制得氧化石墨。然后将反应物进行水洗，并对洗净后的固体进行低温干燥，制得氧化石墨。通过物理剥离、高温膨胀等方法对氧化石墨粉体进行剥离，制得氧化石墨烯。

最后通过化学法将氧化石墨烯还原，得到石墨烯。这种方法操作简单，产量高，但是产品质量较低 。氧化还原法使用硫酸、硝酸等强酸，以及使用大量的水进行清洗，带大较大的环境污染。

3、SiC外延法

SiC外延法是通过在超高真空的高温环境下，使硅原子升华脱离材料，剩下的C原子通过自组形式重构，从而得到基于SiC衬底的石墨烯。这种方法可以获得高质量的石墨烯，但是这种方法对设备要求较高。

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石墨烯的应用：

1、传感器

石墨烯可以做成化学传感器，这个过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的，根据部分学者的研究可知，石墨烯化学探测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比拟。 石墨烯独特的二维结构使它对周围的环境非常敏感。

石墨烯是电化学生物传感器的理想材料，石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有良好的灵敏性。

2、晶体管

石墨烯可以用来制作晶体管，由于石墨烯结构的高度稳定性，这种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定地工作。相比之下，目前以硅为材料的晶体管在10纳米左右的尺度上就会失去稳定性；石墨烯中电子对外场的反应速度超快这一特点，又使得由它制成的晶体管可以达到极高的工作频率。

例如IBM公司在2010年2月就已宣布将石墨烯晶体管的工作频率提高到了100GHz，超过同等尺度的硅晶体管。

3、柔性显示屏

消费电子展上可弯曲屏幕备受瞩目，成为未来移动设备显示屏的发展趋势。柔性显示未来市场广阔，作为基础材料的石墨烯前景也被看好。韩国研究人员首次制造出了又多层石墨烯和玻璃纤维聚酯片基底组成的柔性透明显示屏。

韩国三星公司和成均馆大学的研究人员在一个63厘米宽的柔性透明玻璃纤维聚酯板上，制造出了一块电视机大小的纯石墨烯。他们表示，这是迄今为止“块头”最大的石墨烯块。随后，他们用该石墨烯块制造出了一块柔性触摸屏。研究人员表示，从理论上来讲，人们可以卷起智能手机，然后像铅笔一样将其别在而后。