Page 124 - 精细化工2019年第9期

·1852· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

从图 1a 中可以看出，Co-graphene 1.0 复合材料与
Co 的标准 图谱（ JCPDS 88-2325 ）一致，表明
2+
Co(NO 3 ) 2 ·6H 2 O 在煅烧下由 Co 原位生成了金属单
质 Co，衍射峰峰型尖锐表明 Co 的结晶度较好 [17] 。
此外，Co-graphene 1.0 复合材料具有高结晶度石墨
(002)衍射峰，说明形成了石墨片层结构。
在图 1b 中，GO 所有振动峰的位置与本课题组
–1
早期的研究结果一致 [18] ，位于 1089 cm 处的吸收
峰是 C—O 的振动吸收峰，表明 GO 的含氧官能团
[19]
远多于 Co-graphene 1.0 。Co-graphene 1.0 复合材料具
有石墨烯的结构官能团，进一步说明在氮气和 Co
催化剂的作用下，通过煅烧成功生成了石墨烯结构。
且使 Co 纳米粒子成功负载于石墨烯片层上，形成
了 Co-graphene 1.0 复合材料。与通常水热法制备的
Co-RGO 复合材料相比，通过煅烧获得的复合材料
简化了制备过程且极大地保留了石墨烯的原有结
构，从而获得了更大的比表面积和更多的活性位
点 [15] ，有利于提高复合材料的催化性能。
图 2a 为 Co-graphene 1.0 的窄扫描 C1s XPS 光谱。
从图中可知，Co-graphene 1.0 中石墨烯的 C1s 峰分为
3 个，其结合能为 284.7、285.5 和 288.2 eV，分别
2
归属于石墨烯中的 sp 杂化碳原子 [20] 、与羟基键合
2
的 sp C 原子和碳氧双键 [21] 。由图 2b 的 Co 2p 的高
分辨率 XPS 光谱可知，在 797.1 和 781.6 eV 处的峰
分别对应于 Co 2p 1/2 和 Co 2p 3/2 ，进一步证明钴在纳
米复合材料中的存在形式为 Co(0) [22] 。图 2c 为
Co-graphene 1.0 复合材料的 Raman 图。从中可以观察
–1
–1
到，在 2665 cm 处具有半峰宽为 79 cm 的尖锐 2D 图 2 Co-graphene 1.0 的 C1s（a）和 Co 2p（b）XPS 谱图；
峰，证实所制备的复合材料具有高度石墨化的少层 Co-graphene 1.0 复合 材料的 Raman 图（ c ）；
石墨烯结构 [15] 。该结果与 XRD 的结果一致，证明 Co-graphene 1.0 的紫外-可见吸收光谱（d）
在 Co-graphene 1.0 纳米复合材料中形成了石墨烯，这 Fig. 2 C 1s (a) and Co 2p (b) X-ray photoelectron spectra of Co-
graphene 1.0 composite; (c) Raman spectra and (d) UV-Vis
归因于 NH 4 Cl 的热分解和原位生长的 Co 纳米颗粒 absorbance spectra of Co-graphene 1.0 composite
催化的协同效应。Co-graphene 1.0 的紫外-可见吸收光
通过 XRD 和 XPS 证明了 Co 单质的存在，且本
谱见图 2d。从图 2d 可以看到，在约 270 nm 处有个
课题组前期的研究 [24-25] 也证明金属纳米颗粒可以较
明显对应于芳香 C==C 跃迁的特征吸收峰，这与固
态碳源法所制备出的石墨烯特征峰完全一致 [23] ，说 为均匀地生长在石墨烯表面。Co-graphene 1.0 复合材
2
明该样品中的碳材料是以 sp 杂化且具有电子共轭 料的 TEM 和 HRTEM 图见图 3。

结构的石墨烯，与 Raman 的结果一致。

图 3 Co-graphene 1.0 复合材料的 TEM 图（a）和 HRTEM
图（b）
Fig. 3 TEM image of Co-graphene 1.0 composite (a); HRTEM
image of Co-graphene 1.0 composite(b)