热接触变质煤制备石墨烯化学结构演化
【摘要】 作为具有优异性能的碳材料，石墨烯应用前景广阔。我国煤炭资源储量丰富，以煤为原料，探讨制备石墨烯的研究需不断深化。受岩浆影响的热接触变质煤具有高碳含量、高芳香度等特点，但其制备石墨烯的可行性值得研究。以淮北煤田朔里煤矿5号煤层为研究对象，采集3个靠近岩浆侵入体的热接触变质煤为原料。煤基石墨烯的制备采用改进Hummers法，原煤经石墨化后，通过氧化、超声剥离、还原成石墨烯。采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、拉曼光谱和X射线衍射对煤基石墨、氧化石墨烯和还原氧化石墨烯逐一进行分析。结果表明:3个样品制得的煤基石墨的（002）晶面间距均为0.3381nm。氧化石墨烯的分子结构中含有羧基、羟基和环氧基，在还原后这些官能团脱落并形成了还原氧化石墨烯结构中的缺陷。煤基石墨和还原氧化石墨烯的红外光谱都出现了羟基的特征吸收峰，区别在于煤基石墨中的羟基为石墨化过程中所残留的，而还原氧化石墨烯中的羟基则是氧化石墨烯未彻底还原所残留的。拉曼光谱分析的结果表明氧化石墨烯在还原后ID/IG（D峰与G峰强度比）>1，为还原过程中石墨烯片层表面
