[实用新型]一种氧化石墨在电场作用下运动和反应的观察装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及石墨烯材料技术领域，尤其是涉及一种氧化石墨在电场作用下运动和反应的观察装置。 

背景技术

自从石墨烯被发现以来，化学氧化还原法制备石墨烯由于制备方便、经济有效等优点一直受到人们的青睐，但利用化学氧化还原法制备石墨烯存在着污染大、安全性不够高、氧化石墨还原程度低的缺点，所以人们开始寻找更加绿色、安全、有效的制备石墨烯的方法。 

近几年来，在出版的文献资料中利用电场直接剥离和还原氧化石墨得到石墨烯已经得到证实，通过电极对氧化石墨溶液施加电场，电场与氧化石墨颗粒间的相互作用以及电化学反应会使氧化石墨发生剥离和还原，但现阶段一般通过宏观的现象去观察实验过程中氧化石墨颗粒的变化，如颜色变黑变深、颗粒在电极周围聚集等等，至于具体的氧化石墨运动和反应情况则少有人去研究。由于氧化石墨颗粒的尺寸处于微米级别，所以用肉眼很难观测到单个氧化石墨颗粒的运动情况以及在电极上的反应情况，而且在不同的实验条件下(如电压、频率、电极种类等)氧化石墨颗粒的运动和反应也是不同的。 

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种易于搭建、操作简单、方便观察的氧化石墨在电场作用下运动和反应的观察装置。 

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现： 

一种氧化石墨在电场作用下运动和反应的观察装置，该装置包括电源、信号发生器、功率放大器、示波器、载玻片、电极、金相显微镜、摄像头及电脑，所述的电源的正极依次通过信号发生器、功率放大器与电极的正极连接，电源的负极直接 与电极的负极连接，所述的示波器并联在电极的两端，所述的载玻片设在金相显微镜的载物台上，所述的电极设在载玻片上，所述的摄像头安装在金相显微镜上并与电脑连接。 

所述的电极选自丝状金属电极或石墨电极。 

所述的电极通过双面胶粘贴在载玻片上。 

所述的摄像头与电脑之间采用USB数据线连接。 

石墨经过氧化后会使氧化石墨颗粒带上羧基、羟基、羰基和环氧基等化学基团，这些化学基团在水溶液中会发生电离而带负电荷，当对氧化石墨溶液加上交变电场后，带电颗粒在电场作用下将向阳极运动，改变电场方向时，颗粒将受到反向的作用力，在这种反向电场力的多次作用下，氧化石墨会克服层间作用力被剥离成氧化石墨烯，在特定的实验条件下，氧化石墨烯聚集在电极周围可以得到电子进而还原成石墨烯。 

与现有技术相比，本实用新型的装置采用实验室常用的仪器进行组装，搭建容易、操作简单、而且运行安全、环保，能很好的观察电场作用下氧化石墨颗粒的运动和反应情况，从而为揭示电场作用下氧化石墨的剥离和还原提供很好的基础。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图； 

图2为电极与载玻片的结构示意图； 

图3为实例2中阳极上氧化石墨还原物质的生长过程； 

图4为实例3中阳极上气泡的产生和还原物质的生长过程； 

图5为实例3中反应完毕后黑色物质的分布情况图； 

图6为实例4中阳极吸附物质的毛刷状排列图； 

图7为实例5中氧化石墨颗粒剥离的过程图。 

图中：1为电源，2为信号发生器，3为功率放大器，4为示波器，5为摄像头，6为金相显微镜，7为电极，8为载玻片，9为电脑。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。 

实施例1 

一种氧化石墨在电场作用下运动和反应的观察装置，如图1、图2所示，该装置包括电源1、信号发生器2、功率放大器3、示波器4、载玻片8、电极7、金相显微镜6、摄像头5及电脑9，电源1的正极依次通过信号发生器2、功率放大器3与电极7的正极连接，电源1的负极直接与电极7的负极连接，示波器4并联在电极7的两端，载玻片8设在金相显微镜6的载物台上，电极7通过双面胶粘贴在载玻片8上，摄像头5安装在金相显微镜6上并与电脑9之间采用USB数据线连接。