竹材激光诱导石墨烯制备及其结构表征

摘要

激光诱导石墨烯是通过激光诱导含碳前驱体得到的一种新型纳米材料，因其优异的导电性能、较高的原子迁移率和较强的机械性能等优点，广泛应用于传感器、电池以及能源储存等领域，备受国内外学者的广泛关注。笔者探讨了一种以硼酸溶液预处理的竹材为原料，在空气条件下利用波长为10.6μm的CO₂连续激光制备石墨烯的方法，通过拉曼光谱（Raman）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射光谱（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）等表征技术，对激光辐照后产物的结构特性、微观形貌、结晶相和元素含量等进行研究和分析。结果表明：Raman图谱展现出D峰、G峰和2D峰3个典型的特征峰，证明了激光诱导石墨烯的存在；由SEM图可观察到激光诱导石墨烯呈现出多孔结构；XRD图谱在26°和43°左右出现的特征峰分别对应非晶碳的（002）和（100）晶面，进一步证实了激光诱导石墨烯的典型碳材料结构；XPS图谱显示经激光辐照后产物主要由sp²杂化的C原子构成。本研究丰富了激光诱导石墨烯制备技术，为竹材高值化利用和石墨烯制备提供了一种高效经济的方法。

关键词

CO₂激光 / 激光诱导 / 竹材 / 石墨烯 / 结构表征