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对苯二胺功能化还原氧化石墨烯的结构和官能团变化
  • ISSN号:0251-0790
  • 期刊名称:《高等学校化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学] O613.71[理学—无机化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]西南科技大学理学院,绵阳621010, [2]西南科技大学固体废物处理与资源化利用教育部重点实验室,绵阳621010, [3]西南科技大学矿物材料及应用研究所,绵阳621010, [4]西南科技大学分析测试中心,绵阳621010
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:41272051); 西南科技大学博士基金(批准号:11ZX7135)资助
中文摘要:

采用一步水热回流法,选取对苯二胺(PPD)对氧化石墨烯(GO)进行还原与改性处理,制备了功能化还原氧化石墨烯(GOP-X).采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)及X射线衍射(XRD)等研究了PPD与GO的反应作用类型及结构变化.结果表明,随着PPD与GO质量比的增加,GOP-X层间距(d值)先增大后减小,GOP-X共轭结构逐渐恢复,与溶剂分子作用时,层间距增幅呈减小趋势,并最终趋于恒定.PPD单体与GO反应时存在3种键合类型:(1)GO含氧官能团和PPD分子之间的氢键作用(C—OH…H2N—X);(2)质子化PPD与弱酸性GO带负电位置之间的离子键作用(—COO^-H3^+N—X);(3)PPD中氨基(NH2)与GO含氧官能团之间形成的共价键作用.与GO中羧基(COOH)的酰胺化反应将先于与环氧基(C—O—C)的亲核取代反应.提出了相应的作用机理.

英文摘要:

The p-phenylene diamine( PPD) were selected as reducion and modification agent to prepare functionalized and reduced graphene( GOP-X) by one-step simple refluxing method. Infrared spectrum( FTIR),X-ray photoelectron spectroscopy( XPS),X-ray diffraction( XRD) and UV-Vis absorption spectrum were used to investigate the reaction types and structure changes between PPD and graphene oxide( GO). The results show that the d-spacing of GOP-X layers increases firstly and then decreases with the increase of X( the mass ratio of PPD and GO),and the conjugated structure gradually restored; when the solvent molecular interaction,the amplification of the d-spacing decrease to a steady figure. Three types of bonds between PPD and GO were proposed:( Ⅰ) hydrogen-bonding interaction between the oxygen-containing functional groups of GO and the PPD molecules( C—OH … H2N—X);( Ⅱ) ionic bonding in protonating amine by the weakly acidic sites of the GO layers( —COO^-H3^+N—X);( Ⅲ) covalent bonding from amidation and nucleophilic addition reactions between the amie in PPD( NH2) and the oxygen containing groups of GO. Furthermore,the NH2 prefers to react first with the carboxyl group( COOH) and then with the epoxide group( C—O—C),and the relative action mechanisms were also described.

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期刊信息
  • 《高等学校化学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:吉林大学 南开大学
  • 主编:周其凤
  • 地址:吉林大学南胡校区
  • 邮编:130012
  • 邮箱:cjcu@jlu.edu.cn
  • 电话:0431-88499216
  • 国际标准刊号:ISSN:0251-0790
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1131/O6
  • 邮发代号:12-40
  • 获奖情况:
  • 首届及第二届国家期刊奖,连续两届“百种中国杰出学术期刊”,中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:50676