石墨烯納米剪裁先進方法的研究對于基于石墨烯的電子和光學設備非常重要。本文利用模板法制作反蛋白石結構,并借助反蛋白石納米網結構,利用光催化還原氧化石墨烯,對氧化石墨烯進行納米剪裁,形成具有納米尺度的石墨烯。對還原后的氧化石墨烯表面進行掃描電子顯微鏡表征和紅外光譜表征,并研究剪裁后石墨烯的電學性質。實驗表明,反應時間、膠粒大小都會對剪裁后氧化石墨烯的周期和頸寬有影響,進而影響還原后氧化石墨烯的電學性質。利用納米網狀結構對石墨烯進行納米剪裁是一種可行的方法,通過控制模板尺寸和反應條件可以控制裁剪后的性質。 

【文章來源】：發(fā)光學報. 2020,41(03)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

聚苯乙烯膠體微球(a)和二氧化鈦反蛋白石(b)結構圖像

將氧化石墨烯(直徑1～5 μm,厚度0.8～1.2 nm,南京XFNANO材料技術有限公司,中國南京)添加到水中制成懸浮液(0.1%)。 將氧化石墨烯懸浮液滴加到二氧化鈦反蛋白石結構上,控制氧化石墨烯懸浮液滴加量為22 μL/cm2,放入培養(yǎng)皿中自然干燥。圖2為制作二氧化鈦反蛋白石模板結合氧化石墨烯復合結構制作過程示意圖。3 光催化還原過程及表征

利用TiO2反蛋白石結構局部還原氧化石墨烯,對還原前后的氧化石墨烯表面進行掃描電子顯微鏡(SEM, Hitachi,4800)表征。 還原前氧化石墨烯表面SEM圖像如圖3(a)所示,還原后氧化石墨烯表面SEM圖像如圖3(b)所示。由圖3(a)、(b)對比可以看出,還原后,氧化石墨烯表面出現了一些圖案化,將圖3(b)區(qū)域1放大后,如圖3(c)所示,這個圖案和TiO2反蛋白石結構相似,說明TiO2反蛋白石結構在氧化石墨烯表面的特定位置還原了氧化石墨烯,即對氧化石墨烯進行了納米剪裁。將圖3(b)區(qū)域2放大后,如圖3(d)所示,隱約出現了類似圖3(c)的圖案。圖3(b)區(qū)域3放大后,如圖3(e)所示,并沒有出現類似反蛋白石結構的圖案。這說明在二氧化鈦模板上滴加的氧化石墨烯厚度并不均勻,導致氧化石墨烯薄膜與二氧化鈦模板并沒有完全接觸,二氧化鈦模板沒有局部還原氧化石墨烯。3.2.2 紅外光譜測試


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