[发明专利]一种判断碳材料类型和层数的方法

说明书

本发明提供了一种判断碳材料类型和层数的方法。所述方法包括步骤：从碳材料分出第一、第二和第三样品，对第一、第二样品在不同温度进行热处理，得第一、第二热处理样品；对第一、第二热处理样品和第三样品进行X射线衍射测试，得第一、第二和第三射线测试结果，对第一和第二热处理样品进行拉曼光谱测试，得第一和第二拉曼测试结果；根据第一、第二和第三射线测试结果以及第一和第二拉曼测试结果判断碳材料是否为氧化石墨烯；若碳材料为氧化石墨烯，判断碳材料层数。本发明有益效果包括：方法简便而有效，能够高效且准确地对碳材料进行鉴定。

技术领域

本发明涉及材料检测技术领域，特别地，涉及一种简便可行的判断碳材料是否为具有具体层数的氧化石墨烯的方法。

背景技术

石墨烯是sp²碳原子紧密堆积形成的六边形蜂窝状结构的二维原子晶体，可以堆垛形成三维的石墨，卷曲形成一维的碳纳米管，也可以包裹形成零维的富勒烯，是碳材料家族的一颗新星。但直到2004年，英国曼彻斯特大学的Geim和Novoselov等使用胶带剥离技术，才首次成功地制备出单层石墨烯，这一发现也推翻了科学家关于理想的二维晶体材料由于热力学不稳定性而不能在室温下存在的预言。作为一种理想的二维原子晶体，石墨烯具有超高的电导率和热导率、巨大的理论比表面积、极高的杨氏模量和抗拉强度，可望在微纳电子器件、光电检测与转换材料、结构和功能增强复合材料及储能等广阔的领域得到应用。

目前，石墨烯的制备方法众多，基本可分为Top-down和Bottom-up两类方法，其中Top-down方法包括机械分离法和氧化石墨还原法等，Bottom-up方法包括化学气相沉积(CVD)法、外延生长法等。每种方法制得石墨烯的尺寸都有所不同，且每一种方法都有各自的优势和弊端。最普遍的就是利用氧化还原法(如改良Hummers法)通过插层、剥离、氧化石墨制得氧化石墨，再通过对氧化石墨悬浮液超声剥离制得氧化石墨烯溶液，最后利用各种还原剂对氧化石墨烯进行还原就可得到还原氧化石墨烯，此法在尽量满足我们对石墨烯品质要求的同时，还尽可能简化了生产工艺。基于此法，现阶段氧化石墨烯的制备技术已逐渐成熟化，但仍需继续探索，最大瓶颈之一便在于还原之前的氧化石墨烯的结构可控以及规模化制备。

通常认为，只有层数在10层以下的石墨才可以看作是二维结构，冠以石墨烯的称谓。根据氧化石墨烯层数的不同，其电子结构会发生显著变化，从而影响其导电性，这在锂离子电池的应用领域十分关键。另外，有研究表明，单层氧化石墨烯的导热性，透光性更好，多层氧化石墨烯对有机染料的光降解效率更高。因此，对氧化石墨烯层数测量方法的研究有助于深入理解氧化石墨烯性能与微观结构之间的关系。

氧化石墨烯的结构(例如层数)是其性质与应用的决定性因素。而利用不同的表征手段实现对产物氧化石墨烯的鉴定对以上氧化石墨烯的可控化生产可起到关键的指导作用，将得到的表征结果与基础理论相结合进行分析，得出的结论对于探索氧化石墨烯物理化学特性，改进其制备技术以及深入研究机理具有重要的价值和意义。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种简便可行的判断碳材料类型和层数的方法。