对苯二胺功能化还原氧化石墨烯的结构和官能团变化

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