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铜纳米颗粒/石墨烯复合材料的高导电性及表面增强拉曼性能研究

2021-09-13张祥宇赵凯王天文晏洪伟李达刘敬权

青岛大学学报(自然科学版) 2021年3期

张祥宇 赵凯 王天文 晏洪伟 李达 刘敬权

摘要:用芘丁酸修饰氧化石墨烯,加入铜离子,与芘丁酸进行羧基耦合,将氧化石墨烯桥连成三维网状结构,形成电子的传输通道,从而增强石墨烯的导电性。对制备的复合材料退火,制备出纳米铜/石墨烯复合导电膜。利用扫描电镜、透射电镜、紫外、红外、X射线衍射和拉曼光谱,对纳米铜/石墨烯复合材料进行形貌、微观结构、成分表征。利用四探针法测量其导电率,用拉曼光谱研究其表面增强拉曼光谱特性。研究结果表明,纳米铜/石墨烯复合材料导电膜的电导率大大提高,导电率为1780.3 S/cm,且有明显的表面增强拉曼光谱的特性。

关键词:铜纳米颗粒,石墨烯,电导率,四探针法,表面增强拉曼散射

中图分类号:TQ342+.94 文献标志码:A

文章编号:1006-1037(2021)03-0051-05

石墨烯是一种以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的材料,由于其优异的机械性能、电导率 (6 000 S·cm-1)、热导率 (5 300 W·m-1·K-1)和高比表面积 (2 630 m2·g-1)而受到广泛关注[1-2],在传感器、透明電极、光电探测器、太阳能电池、储能设备和聚合物复合材料等领域具有广阔的应用前景。石墨烯导电膜由于其较高的潜在导电性和表面增强拉曼效应成为研究热点。然而,机械剥离、外延生长和化学气相沉积获得的石墨烯虽然质量高,但数量有限、成本高,不易组装成薄膜。化学氧化还原法虽然适用于大规模生产,成本低,成膜工艺简单,但制备的石墨烯薄膜薄膜的电导率远低于石墨烯片的理论电导率,主要是由于制备的石墨烯片本身的缺陷多和石墨烯片之间的接触电阻[3-4]。……

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