在这项研究中，我们深入表征了氮掺杂还原氧化石墨烯(NrGO)的结构，重点关注碳缺陷以阐明其导电性。为此，我们特意选择了三种不同的NrGO材料，它们通过不同的代表性合成方法制备，即水热法、高温辅助法和温和反应法。正如X射线光电子能谱所证实的那样，所有材料在氧和氮方面都具有不同的官能团分布。有趣的是，红外光谱表明这些材料表现出与氧和氮官能团相关的相似碳缺陷分布，尽管缺陷浓度不同。NrGO材料在石墨sp²碳晶格方面存在显着差异，使用各种技术进行表征，包括近边X射线吸收精细光谱、拉曼光谱和粉末 X 射线衍射。我们的研究表明，详细说明sp²杂化环簇的结构是理解NrGO材料电子转移特性的关键。此外，在电导率的对数与NrGO材料的芳香性之间发现了有趣的线性关系，为设计具有类似碳基电导率官能团的共轭碳材料提供了一种新的通用且简单的工具，正如报道的那样NrGO材料。
 
  
图 1. 材料制备方法和简要化学成分示意图
 
  
图2.  NrGO材料中的官能团分布。 (a) NrGO(M)、NrGO(T)和NrGO(H)的O 1s、(b) N 1s。 (c) C 1s XPS分布
 
 
图 3. NrGO样品中sp²和sp³碳含量的评估。 (a) NrGO(M)、NrGO(T)和NrGO(H)的IR和(b) NEXAFS光谱。
 
 
图 4.  NrGO材料中 sp² 杂化环簇大小的评估。 (a)拉曼光谱和 (b) NrGO(M)、NrGO(T) 和 NrGO(H)的PXRD图案。
 
  
图 5. NrGO 材料的电导率。(a) 作为芳香性函数的电导率的对数。（b）作为芳香性函数的NrGO材料的电导率和氮含量。
  
       相关科研成果由韩国江源国立大学Ji Soo Roh和Hee Wook Yoon等人于2021发表在ACS Applied Nano Materials（https://doi.org/10.1021/acsanm.1c01228）上。原文Carbon Lattice Structures in Nitrogen-Doped Reduced Graphene Oxide: Implications for Carbon-Based Electrical Conductivity。

转自《石墨烯杂志》公众号