Синтез и характеристика оксида графена методом Хаммерса с модификацией для повышения качества и выхода

Оксид графена (GO) был успешно синтезирован методом Хаммерса с модификацией и всесторонне охарактеризован для подтверждения его структурных, морфологических и оптических свойств. По сравнению с ранними методиками синтеза модифицированный метод обеспечивает повышенную безопасность, воспроизводимость и более высокую степень окисления. Ультрафиолетово-видимая спектроскопия, Фурье-спектроскопия в инфракрасной области и рентгеновская дифракция подтвердили внедрение кислородсодержащих функциональных групп и структурную трансформацию графита в GO. Рамановская спектроскопия указала на значительное структурное нарушение и формирование гибридных доменов sp2/sp3. Сканирующая электронная микроскопия и просвечивающая электронная микроскопия выявили типичную слоистую морфологию GO, тогда как энергодисперсионный рентгеновский анализ подтвердил элементный состав и высокий уровень окисления. Оптические исследования и фотолюминесценция дополнительно поддержали наличие нарушенной конъюгации и оксигенированных функциональностей. Синтезированный GO имел отношение C:O равное 1.82, оптическую запрещенную зону в диапазоне примерно 2.5–3.6 эВ и индекс дефектности (ID/IG) равный 0.93, что хорошо согласуется со значениями, приведёнными в литературе. Эти результаты демонстрируют, что модифицированный метод Хаммерса является надёжным, масштабируемым и эффективным подходом для получения высококачественного GO, пригодного для широкого круга применений, включая накопление энергии, очистку воды и наноэлектронику.