Page 194 - 《精细化工》2021年第5期

·1048· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

FTIR 表征，如图 2a 所示。对比天然石墨，GO 在
3430 cm –1 处羟基吸收峰的强度明显增强，表明在
GO 中引入了大量的羟基基团；在 1721 和 1250~
–1
1100 cm 处分别出现羧基的 C==O 伸缩振动吸收峰
和酚羟基的 C—O 伸缩振动吸收峰 [24-25] ，表明石墨
层间引入了大量的含氧官能团，GO 成功制备。相
–1
比之下，rGO 在 3430 cm 处羟基吸收峰的强度大幅
减弱，是由于 rGO 表面的羟基被还原 [26] 。同时，rGO

在 1250~1100 cm –1 范围内酚羟基的吸收峰强度减 图 3 rGO 的 TEM 图
弱，表明还原反应消耗了 GO 表面的羟基。结果表 Fig. 3 TEM image of rGO
明，GO 被 NaBH 4 还原为 rGO。
如图 3 所示，所制备的 rGO 呈现二维层状结构，
GO 和 rGO 的 XRD 谱图如图 2b 所示。天然石
表面出现较多的褶皱和破损，从图中颜色的深浅可
墨在 2θ=26.5°处的峰为石墨（002）面的衍射峰，
以粗略判断 rGO 层数分布不同，层数越多其颜色相
GO 在 2θ=10.6°处出现很强的（001）面衍射峰，归属
对越深。由图 3 也可以看出，rGO 粒径不均一，但
于 GO 特征峰，采用布拉格方程（2dsinθ=nλ，其中：
尺寸基本介于 1~4 μm 范围。
d 为晶面间距，nm；θ 为入射 X 射线与相应晶面的
由于 Raman 光谱对碳材料结构变化敏感，采用
夹角，°；λ 为 X 射线的波长，nm；n 为衍射级数，
Raman 光谱对 GO 和 rGO 的结构分别进行了表征，
无单位）计算层间距 d 为 0.8 nm，表明 GO 的氧化 结果见图 4。如图 4 所示，样品在 1353 和 1588 cm –1
程度较高 [27] 。对比 GO 的 XRD 谱图可知，rGO 在
附近均出现 D 带和 G 带两个明显的拉曼峰。D 带所
2θ=26.6°处出现一个衍射峰，同时，在 2θ=10.6°出现
反映的是石墨烯片层中无定形碳及晶格缺陷，通常
较弱的峰，分析原因可能是 GO 发生了部分还原，经
采用 D 带与 G 带的峰强比（I D /I G ）来衡量石墨烯的
NaBH 4 还原后，大多数含氧官能团均已消失 [28-29] 。 尺寸和结构缺陷，比值越高，表明碳材料缺陷和无
序结构越多 [30] 。由图 4 可知，GO 的 I D /I G =1.28，rGO
的 I D /I G =0.92，rGO 的 I D /I G 明显降低，表明在 GO
还原的过程中片层的缺陷减少。

图 4 GO 和 rGO 的 Raman 谱图
Fig. 4 Raman spectra of GO and rGO

2.2 酪素基石墨烯复合乳液涂饰的应用结果
2.2.1 LOI 检测结果
LOI 值越高，表明材料越不容易燃烧。不同 rGO
含量酪素基 rGO 复合乳液涂饰后革样的 LOI 数据如
图 2 GO 和 rGO 的 FTIR（a）和 XRD 谱图（b）
Fig. 2 FTIR spectra (a) and XRD patterns (b) of GO and rGO 图 5 所示。
由图 5 可知，与未引入 rGO 的革样（LOI 为
为进一步探究 rGO 的微观形貌，对 rGO 进行了 24.2%）相比，加入 rGO 后，涂饰后革样的 LOI 明
TEM 测试，结果见图 3。 显提升，且随着 rGO 含量的增加，LOI 值逐渐增加，