创新实验计划创新实验计划石墨烯制备技术及其气敏特性研究

薛珊 申尧强 王晶晶指导老师：苏志斌

实验背景实验背景 目前气体污染日益严重，造成火灾、爆炸、中毒等

恶性事件，因此对这些气体做出快速准确的检测和监控十分必要。由于传统的氧化物气敏材料在灵敏度、选择性、工作温度、稳定性等方面存在着一些问题。于是人们越来越多的开发出一些新的气敏材料。石墨烯因具有高的电子迁移率和超大的比表面积而有望成为新一代的气敏材料，因此备受关注。我们希望通过实验对气敏元件气敏性能的测试及前人的研究成果分析，探索出氧化石墨烯的气敏机理，对石墨烯气敏材料的实际应用及气敏机理研究提供一些借鉴。

实验内容实验内容 利用 Hummers法制备不同氧化程度的氧化石

墨烯，通过超声分散制得氧化石墨烯水相分散液

对过程中的产物进行实验分析，研究氧化石墨烯的结构及表面官能团特征，为气敏机理研究提供一定的理论基础

利用不同程度的氧化石墨烯制备气敏原件，在气敏分析装置中检测气敏元件对湿度、乙醇、氨气的敏感性能，并研究其规律。

研究重点及难点研究重点及难点 选择最佳方法制备氧化石墨烯，

保证石墨烯结构被破坏最小 准确对石墨烯制备过程中一系

列产物进行 X射线衍射 (XRD)、红外光谱 (FTIR)、拉曼光谱(Raman)、紫外可见光谱 (UV-vjs)、 X射线光电子能谱 (XPS)、颅子力显微镜 (AFM)表征分析

结合气敏性能测试结果，优化气敏元件制备工艺

分析整理数据，得出其气敏性规律

预期结果预期结果 成功制备并获得不同氧化程度的氧化石墨及氧化石

墨烯气敏元件。样品表面平整、均匀、致密，并与电极接触良好，具有较好的传导性能和稳定性。

采用静电斥力超声分散法成功制备不同氧化程度的氧化石墨烯水相分散液。

通过对氧化石墨 (烯 )气敏元件样品在常温空气环境中气敏性能的测试，发现氧化石墨及氧化石墨烯对湿度、乙醇气体、氨气具有良好的气敏性能。

结合氧化石墨 (烯 )结构及表面官能团与气敏性能的研究，揭示氧化石墨 (烯 )气敏机理，建立具有一定借鉴意义的理论模型。

特色及创新之处特色及创新之处 对氧化石墨的气敏性能（湿度、乙醇、氨

气）进行系统研究。 系统研究室温空气环境下氧化石墨 (烯 )的湿

度、乙醇、氨气敏感性能，以便达到实用化要求

较为系统的研究氧化石墨 (烯 )的气敏机理，并且能够提出具有一定指导意义的气敏理论模型

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