用平面内X射线衍射重新研究氧化石墨烯的二维结构和还原过程

氧化石墨烯（GO）的独特特性和低成本使其成为一种有前途的纳米碳材料，用于许多实际应用。然而，尽管使用先进的光谱和微观方法以及理论计算进行了深入的研究，但由于GO的结构复杂性、不均匀性和不稳定性，其二维结构仍然存在争议。在这里，我们采用了同步辐射平面内X射线衍射（XRD）技术来阐明其真实的2D结构。通过Hummers和Brodie的方法获得的GOs的平面内XRD图谱的总体特征表明，在严重的化学氧化后，类石墨烯的六方晶格被保留下来而没有非晶化。对10反射峰进行分析，以探测平面内晶格膨胀、收缩和微应变，这些取决于由于单晶畴中相互连接的氧官能团和碳缺陷而导致的氧化和还原条件。基于全局和局部结构与化学成分之间的相关性，我们建立了GO的三步还原过程，包括脱氧、无扩散晶格修饰和扩散晶格修饰。更新后的二维结构模型和普遍还原过程将有助于GO相关材料的设计和解释。

来源：Takaaki Taniguchi , Leanddas Nurdiwijayanto , Nobuyuki Sakai , Kazuhito Tsukagoshi , Takayoshi Sasaki , Tatsuki Tsugawa , Michio Koinuma , Kazuto Hatakeyama , Shintaro Ida，Revisiting the two-dimensional structure and reduction process of graphene oxide with in-plane X-ray diffraction，Carbon 202 (2023) 26–35，https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.11.009