氢溴酸可控还原氧化石墨烯及氢气气敏性能

任亚周, 彭同江 , 孙红娟, 雷德会, 王利利

(1.西南科技大学 理学院，四川 绵阳 621010；2.西南科技大学 矿物材料及应用研究所，四川 绵阳 621010；3.西南科技大学 固体废物处理与资源化教育部重点实验室，四川绵阳 621010；4.中国工程物理研究院 机械制造工业研究所，四川 绵阳 621900)

石墨烯(Graphene)是由碳原子以等性sp2杂化并紧密堆积构成的二维蜂窝状晶体，由于其独特的结构和优异的理化性能，得到了广泛应用。氧化石墨烯(Graphene oxide，GO)是以石墨为原料通过氧化-还原法制备石墨烯过程中的中间产物，具有与石墨烯类似的二维结构，表面含有大量活性含氧官能团，如羟基(C—OH)、环氧基(C—O—C)、羧基(-COOH)等，以致于产生了许多优于于石墨烯的性能，如气敏性能[1-4]，受到研究者们的密切关注。

GO层间距相比石墨发生了变化，通常变化范围为0.6～1.0 nm[5]，与氧化过程在碳层结构中接入的含氧官能团数量和类型、由于含氧官能团良好的亲水性在碳层结构之间引入的水分子数量[6-7]及含氧官能团与石墨烯表面之间的范德华力[8]等有很大关联，且当GO分散在不同溶剂中时，碳层结构之间的溶剂分子的结构也不同[9]，而这些均使得氧化石墨烯具有高比表面积、高中孔体积和一定的导电率[10]，并激发了广大研究者的兴趣。氢溴酸具有一定还原性，可以对氧化石墨烯进行官能团修饰，从而优化原氧化石墨烯的气敏性能，以实现更好的应用。Pei等[11]将氧化石墨烯薄膜置于氢碘酸溶液中100 ℃下反应1 h，制备出电导率为298 s·cm-1、C/O比大于12的还原氧化石墨烯薄膜，发现参与还原反应的碘原子没有在薄膜中积累，碘原子可以自发地从薄膜中分离出来，且所获得的薄膜在强度和延展性上较原氧化石墨烯有了显著提高；……