氧化石墨阳离子交换容量测定过程中结构的变化

王泉珺 孙红娟 彭同江 冯明珠

引用本文: 王泉珺,  孙红娟,  彭同江,  冯明珠. 氧化石墨阳离子交换容量测定过程中结构的变化[J]. 物理化学学报, 2017, 33(2): 413-418. doi: 10.3866/PKU.WHXB201610241 shu
Citation:  WANG Quan-Jun,  SUN Hong-Juan,  PENG Tong-Jiang,  FENG Ming-Zhu. Structure Development during the Cation Exchange Processes of Graphite Oxide[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2017, 33(2): 413-418. doi: 10.3866/PKU.WHXB201610241 shu

氧化石墨阳离子交换容量测定过程中结构的变化

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(41272051),西南科技大学博士基金(11ZX7135)及西南科技大学研究生创新基金(15ycx073)资助项目

摘要: 氧化石墨(GO)结构层上的碳羟基(-C-OH)和边缘羧基(-COOH)在水介质中发生质子化反应解离出的H+具有阳离子可交换性。实验采用甲醛缩合法测量了GO的阳离子交换容量(CEC),用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱和X射线光电子能谱(XPS)分析测试手段对GO阳离子交换过程中间产物的结构变化进行了分析。结果表明,GO的CEC高达541.48 mmol/100 g。NH4+和Ca2+交换后的GO,保持稳定的层状结构,c轴方向层间距分别增大了0.1499和0.2905 nm。NH4+和Ca2+主要以层间可交换阳离子形式存在于层间域中,并与水分子形成可交换水化阳离子层,部分以[NH4(H2O)6]+和[Ca(H2O)6]2+的形式存在于结构层的边缘附近,共同平衡结构层水解产生的负电荷。

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  • 收稿日期:  2016-08-26
  • 修回日期:  2016-10-24
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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