CN117088363A - 一种利用纤维素绿色制备氧化石墨烯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用纤维素绿色制备氧化石墨烯的方法，通过红茶菌纤维素的制备，红茶菌纤维素和苹果渣纤维素的纯化，纯化的红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在空气和惰性气氛下，在管式炉中进行升温、保温和最终温度的热解，对热解产物进行材料分析，通过苹果渣为原料，研究燃烧非细菌纤维素后残留的重要碳残留物的性质，提供了一种植物源纤维素绿色制备氧化石墨烯的方法，为食品工业废料提供了一种新的可能，通过对比了细菌纤维素制备氧化石墨烯产物残渣，发现植物源纤维素氧化石墨烯残渣有相同的基本性质，将以纯化的红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在空气和惰性气氛下的热解产物进行分析，提高了实验数据的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及利用纤维素绿色制备氧化石墨烯的方法技术领域，具体为一种利用纤维素绿色制备氧化石墨烯的方法。
背景技术
自2004年首次分离石墨烯以来，包括还原氧化石墨烯和氧化石墨烯在内的二维材料系列已被考虑用于金属离子电池，超级电容器，用于能量转换技术的电催化剂，复合材料，太阳能光伏和许多其他应用中。目前，氧化石墨烯是通过氧化石墨的剥离制备的。自1859年布罗迪第一次通过矿物石墨氧化合成氧化石墨以来，这一过程已经引起了Staudenmaier和Hummers的几次显著修改。悍马方法的改进版本是当今使用最广泛的技术，此方法依赖于石墨与强氧化剂和酸的混合物在高温下长时间的均匀反应。此外，使用悍马法在强氧化性混合物中形成在较高温度下具有严重爆炸风险的高活性Mn2O7。不可避免的是，所有这些石墨氧化方法都会产生被金属离子杂质污染的氧化石墨烯产品。因此，为了去除含有金属盐，过量酸和反应副产物的氧化石墨烯，必须通过用至少1000倍体积的水来洗涤纯化产品，从而产生了含有大量毒金属离子(如Mn2+离子)的废水。由于近年来对氧化石墨烯的高需求，这些常规的高温石墨氧化方法经历了许多改进，例如添加过硫酸盐以及超声波活化；然而，目前所有的方法在放大操作中都存在严重的环境和安全问题。因此，迫切需要一种基于可再生资源、可扩展、环保、安全的氧化石墨烯及相关材料的生产方法。
以前的研究报告了使用细菌纤维素作为原料生产氧化石墨烯的可行性。提出了一种新型热解途径，利用在空气-水界面形成的纤维素生物膜作为红茶菌茶饮料发酵工业中的废物来生产氧化石墨烯。这一发现为氧化石墨烯提供了一条可持续的基于原料的简单绿色途径，而无需使用当前悍马方法中使用的浓强酸和氧化剂。然而，在所有基于纤维素的基于可再生资源，可扩展和环保的材料中，细菌纤维素是次要的，非细菌纤维素才是主要的。大量的非细菌纤维素作为水果饮料的副产品生产，如：苹果汁和葡萄酒。苹果汁和葡萄酒生产的非细菌纤维素副产品苹果渣和葡萄渣的全球产量估计分别为400万吨和900万吨/年，预计未来还会有增长。不幸的是，这些非细菌纤维素的利用是不够的。他们最常用的方法是直接丢弃到填埋场的土壤中。它不仅不会为这些副产品增加任何价值，而且还可能因其富含糖和有机酸而造成严重的土壤和水污染。
本发明将以苹果渣为原料，研究燃烧非细菌纤维素后残留的重要碳残留物的性质，并提供了一种植物源纤维素绿色制备氧化石墨烯的方法。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种植物源纤维素绿色制备氧化石墨烯的方法，具备以苹果渣为原料，研究燃烧非细菌纤维素后残留的重要碳残留物的性质等优点，解决了上述背景技术中所述的问题。
(二)技术方案
为实现上述上述背景技术中所述的目的，本发明提供如下技术方案：一种利用纤维素绿色制备氧化石墨烯的方法，包括：
S1：红茶菌纤维素的制备；
S2：红茶菌纤维素和苹果渣纤维素的纯化；
S3：纯化的红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在空气和惰性气氛下，在管式炉中进行升温、保温和最终温度的热解；
S4：对热解产物进行材料分析。
优选的，所述红茶菌纤维素的制备：
红茶菌是用绿茶制备的，即将100克蔗糖溶解在98℃的800mL蒸馏水中超过15分钟，并用4g绿茶叶在98℃的含糖水中浸泡12分钟，然后通过过滤除去茶叶，将滤液冷却至25℃后，将混合物接种600mL红茶菌开始培养，并在30℃下进行发酵15天，然后将薄膜形式的红茶菌纤维素从混合物的顶部收集并在蒸馏水中浸泡2天，并使用漏斗过滤以除去残留在孔隙中的杂质和细菌。
优选的，所述红茶菌纤维素和苹果渣纤维素的纯化：
苹果渣是从当地农场获得的，作为苹果汁制造的副产品，将收集的红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在50℃下用1M NaOH碱处理12h，然后用1％冰醋酸中和1h，然后用蒸馏水反复洗涤，直至洗涤pH值为7。
优选的，所述纯化的红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在空气和惰性气氛下的热解：在空气以及氩气惰性气氛分别在600℃，700℃和800℃下研究了纯化的红茶菌纤维素和苹果渣纤维素的热解，加热后的残余物计算其重量。
优选的，所述对热解产物进行材料分析：将以纯化的红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在空气和惰性气氛下的热解产物进行SEM、FTIR、XRD、Raman、Zeta、AFM分析。
优选的，所述纤维素样品在空气和氩气气氛中的热解：
在氩气气氛下热解可使红茶菌纤维素和苹果渣纤维素的残留率更高，氩气气氛中的温度越高，残渣的残留率越高，在800℃的氩气气氛下，红茶菌纤维素和苹果渣纤维素的残渣残留率最高，分别为19.65％和25.12％。
优选的，所述Raman、FTIR、XRD、SEM、AFM、Zeta分析分别为：
拉曼分析(Raman)
在800℃氩气气氛下，红茶菌纤维素和苹果渣纤维素热解产物的拉曼光谱显示两个主要峰：D带在1321–1337cm–1区域，G带在1584–1592cm–1区域，这些拉曼频率与由石墨氧化制备的氧化石墨烯的D和G波段频率相当，D和G波段的强度比(ID/IG)也是氧化石墨烯表征的重要参数，通过热解红茶菌纤维素和苹果渣纤维素制备的氧化石墨烯样品的ID/IG值在1.061-1.184范围内，与通过传统悍马方法生产的氧化石墨烯的ID/IG比相当；
红外分析(FTIR)
在800℃的氩气气氛下，表征红茶菌纤维素和苹果渣纤维素热解产物的FT-IR光谱，以进一步表征这两种产物，通过与使用标准石墨氧化法制备的氧化石墨烯的已发表的FT-IR数据进行比较，可以在样品中鉴定氧化石墨烯的特征峰，如：热解产物在1650cm–1处对C＝C、1210cm–1对C-O-C、998cm–1对C-H有特征吸收、C＝O-C在2420cm～1处表现出特征吸收，这种特性吸收峰与使用标准悍马法制备的氧化石墨烯的吸收峰一致；
XRD分析
红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在800℃氩气气氛下的热解产物的代表性XRD图谱，XRD图谱显示2θ＝22°和43°处的两个峰值，该峰类似于使用改良的悍马方法制备的氧化石墨烯的XRD峰，进一步证实了通过热解红茶菌纤维素和苹果渣纤维素形成了氧化石墨烯；
SEM分析
从红茶菌纤维素和苹果渣纤维素中提取的氧化石墨烯剥离成薄片，这些氧化石墨烯薄片呈现为较大的半透明单一氧化石墨烯薄片，使用的20kV高能电子束可以穿透薄片，可以看到这个非常薄的半透明单片下面的氧化石墨烯薄片，通过热解形成非常薄层的氧化石墨烯结构；
AFM分析
为了进一步研究目前方法制备的氧化石墨烯的形貌和厚度，在使用原子力显微镜(AFM)，图像与制造的氧化石墨烯的高度曲线相关联，制造的氧化石墨烯片材具有光滑的表面，没有褶皱或折叠的边缘，片材的厚度约为3-4nm，这表明氧化石墨烯的薄片和薄层的形成；
Zeta电位分析
红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在800℃氩气气氛下热解产物的zeta电位值，两个样品的Zeta电位值都在-51至-34eV的范围内，这些值与文献中报道的石墨衍生的氧化石墨烯样品相当。
优选的，所述纤维素为植物来源纤维素，植物纤维素为氢氧化钠纯化后的苹果渣纤维素，作为对比的细菌纤维素为红茶菌纤维素；管式炉的升温条件为5℃/min、保温时间20min和最终温度分别为600℃、700℃、800℃，管式炉中的气体氛围分别为空气和氩气。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种植物源纤维素绿色制备氧化石墨烯的方法，包括以下步骤：
S1：红茶菌纤维素的制备；
所述红茶菌纤维素的制备：
红茶菌是用绿茶制备的，即将100克蔗糖溶解在98℃的800mL蒸馏水中超过15分钟，并用4g绿茶叶在98℃的含糖水中浸泡12分钟，然后通过过滤除去茶叶，将滤液冷却至25℃后，将混合物接种600mL红茶菌开始培养，并在30℃下进行发酵15天，然后将薄膜形式的红茶菌纤维素从混合物的顶部收集并在蒸馏水中浸泡2天，并使用漏斗过滤以除去残留在孔隙中的杂质和细菌；
S2：红茶菌纤维素和苹果渣纤维素的纯化；植物纤维素为氢氧化钠纯化后的苹果渣纤维素，作为对比的细菌纤维素为红茶菌纤维素；
所述红茶菌纤维素和苹果渣纤维素的纯化：
苹果渣是从当地农场获得的，作为苹果汁制造的副产品，将收集的红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在50℃下用1M NaOH碱处理12h，然后用1％冰醋酸中和1h，然后用蒸馏水反复洗涤，直至洗涤pH值为7；
S3：纯化的红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在空气和惰性气氛下，在管式炉中进行升温、保温和最终温度的热解；管式炉的升温条件为5℃/min、保温时间20min和最终温度分别为600℃、700℃、800℃，管式炉中的气体氛围分别为空气和氩气；
所述纯化的红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在空气和惰性气氛下的热解：在空气以及氩气惰性气氛分别在600℃，700℃和800℃下研究了纯化的红茶菌纤维素和苹果渣纤维素的热解，加热后的残余物计算其重量；
S4：对热解产物进行材料分析；
所述对热解产物进行材料分析：将以纯化的红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在空气和惰性气氛下的热解产物进行SEM、FTIR、XRD、Raman、Zeta、AFM分析；所述Raman、FTIR、XRD、SEM、AFM、Zeta分析分别为：
拉曼分析(Raman)
在800℃氩气气氛下，红茶菌纤维素和苹果渣纤维素热解产物的拉曼光谱显示两个主要峰：D带在1321–1337cm–1区域，G带在1584–1592cm–1区域，这些拉曼频率与由石墨氧化制备的氧化石墨烯的D和G波段频率相当，D和G波段的强度比(ID/IG)也是氧化石墨烯表征的重要参数，通过热解红茶菌纤维素和苹果渣纤维素制备的氧化石墨烯样品的ID/IG值在1.061-1.184范围内，与通过传统悍马方法生产的氧化石墨烯的ID/IG比相当；
红外分析(FTIR)
在800℃的氩气气氛下，表征红茶菌纤维素和苹果渣纤维素热解产物的FT-IR光谱，以进一步表征这两种产物，通过与使用标准石墨氧化法制备的氧化石墨烯的已发表的FT-IR数据进行比较，可以在样品中鉴定氧化石墨烯的特征峰，如：热解产物在1650cm–1处对C＝C、1210cm–1对C-O-C、998cm–1对C-H有特征吸收、C＝O-C在2420cm～1处表现出特征吸收，这种特性吸收峰与使用标准悍马法制备的氧化石墨烯的吸收峰一致；
XRD分析
红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在800℃氩气气氛下的热解产物的代表性XRD图谱，XRD图谱显示2θ＝22°和43°处的两个峰值，该峰类似于使用改良的悍马方法制备的氧化石墨烯的XRD峰，进一步证实了通过热解红茶菌纤维素和苹果渣纤维素形成了氧化石墨烯；
SEM分析
从红茶菌纤维素和苹果渣纤维素中提取的氧化石墨烯剥离成薄片，这些氧化石墨烯薄片呈现为较大的半透明单一氧化石墨烯薄片，使用的20kV高能电子束可以穿透薄片，可以看到这个非常薄的半透明单片下面的氧化石墨烯薄片，通过热解形成非常薄层的氧化石墨烯结构；
AFM分析
为了进一步研究目前方法制备的氧化石墨烯的形貌和厚度，在使用原子力显微镜(AFM)，图像与制造的氧化石墨烯的高度曲线相关联，制造的氧化石墨烯片材具有光滑的表面，没有褶皱或折叠的边缘，片材的厚度约为3-4nm，这表明氧化石墨烯的薄片和薄层的形成；
Zeta电位分析
红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在800℃氩气气氛下热解产物的zeta电位值，两个样品的Zeta电位值都在-51至-34eV的范围内，这些值与文献中报道的石墨衍生的氧化石墨烯样品相当。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种植物源纤维素绿色制备氧化石墨烯的方法，具备以下有益效果：
1、该植物源纤维素绿色制备氧化石墨烯的方法，通过苹果渣为原料，研究燃烧非细菌纤维素后残留的重要碳残留物的性质，提供了一种植物源纤维素绿色制备氧化石墨烯的方法，为食品工业废料提供了一种新的可能。
2、该植物源纤维素绿色制备氧化石墨烯的方法，通过对比了细菌纤维素制备氧化石墨烯产物残渣，发现植物源纤维素氧化石墨烯残渣有相同的基本性质。
3、该植物源纤维素绿色制备氧化石墨烯的方法，通过对热解产物进行材料分析，将以纯化的红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在空气和惰性气氛下的热解产物进行SEM、FTIR、XRD、Raman、Zeta、AFM分析，避免由于单个原因造成实验数据的误差，提高了实验数据的准确性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
图1为本发明实施例中不同条件下纯化的红茶菌纤维素和苹果渣纤维素热解后样品回收百分比；
图2为本发明实施例中红茶菌纤维素和苹果渣纤维素生产的热解产物的Zeta电位(在800℃时，氩气氛围下)；
图3为本发明实施例中红茶菌纤维素(a)和苹果渣纤维素(b)产生的热解产物的拉曼光谱(在800℃时，氩气氛围下)；
图4为本发明实施例中红茶菌纤维素和苹果渣纤维素生产的热解产物的傅里叶变换红外光谱(FTIR)(在800℃时，氩气氛围下)；
图5为本发明实施例中红茶菌纤维素和苹果渣纤维素生产的热解产物的X射线衍射(XRD)(在800℃时，氩气氛围下)；
图6为本发明实施例中红茶菌纤维素和苹果渣纤维素生产的热解产物的扫描电子显微镜图像(SEM)(在800℃时，氩气氛围下)；
图7为本发明实施例中红茶菌纤维素和苹果渣纤维素生产的热解产物的原子力显微镜(AFM)(在800℃时，氩气氛围下)。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：红茶菌纤维素的制备
红茶菌是用绿茶制备的。即将100克蔗糖溶解在98℃的800mL蒸馏水中超过15分钟，并用4g绿茶叶在98℃的含糖水中浸泡12分钟，然后通过过滤除去茶叶。将滤液冷却至25℃后，将混合物接种600mL红茶菌开始培养，并在30℃下进行发酵15天。然后将薄膜形式的红茶菌纤维素从混合物的顶部收集并在蒸馏水中浸泡2天，并使用漏斗过滤以除去残留在孔隙中的杂质和细菌。
红茶菌纤维素和苹果渣纤维素的纯化
苹果渣是从当地农场获得的，作为苹果汁制造的副产品。将收集的红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在50℃下用1M NaOH碱处理12h，然后用1％冰醋酸中和1h，然后用蒸馏水反复洗涤，直至洗涤pH值为7。
纯化的红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在空气和惰性气氛下的热解
在空气以及氩气惰性气氛分别在600℃，700℃和800℃下研究了纯化的红茶菌纤维素和苹果渣纤维素的热解。加热后的残余物计算其重量。
对热解产物进行材料分析
将以纯化的红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在空气和惰性气氛下的热解产物进行SEM、FTIR、XRD、Raman、Zeta、AFM分析。
结果
纤维素样品在空气和氩气气氛中的热解
不同热解条件下形成的残余物的产率百分比见图1。在氩气气氛下热解可使红茶菌纤维素和苹果渣纤维素的残留率更高。氩气气氛中的温度越高，残渣的残留率越高。在800℃的氩气气氛下，红茶菌纤维素和苹果渣纤维素的残渣残留率最高，分别为19.65％和25.12％。
拉曼分析(Raman)
在800℃氩气气氛下，红茶菌纤维素和苹果渣纤维素热解产物的拉曼光谱(如：图3)显示两个主要峰：D带在1321–1337cm–1区域，G带在1584–1592cm–1区域。这些拉曼频率与由石墨氧化制备的氧化石墨烯的D和G波段频率相当。D和G波段的强度比(ID/IG)也是氧化石墨烯表征的重要参数。通过热解红茶菌纤维素和苹果渣纤维素制备的氧化石墨烯样品的ID/IG值在1.061-1.184范围内，与通过传统悍马方法生产的氧化石墨烯的ID/IG比相当。
红外分析(FTIR)
在800℃的氩气气氛下，表征红茶菌纤维素和苹果渣纤维素热解产物的FT-IR光谱(图4)，以进一步表征这两种产物。通过与使用标准石墨氧化法制备的氧化石墨烯的已发表的FT-IR数据进行比较，可以在样品中鉴定氧化石墨烯的特征峰。如：热解产物在1650cm–1处对C＝C、1210cm–1对C-O-C、998cm–1对C-H有特征吸收、C＝O-C在2420cm～1处表现出特征吸收。这种特性吸收峰与使用标准悍马法制备的氧化石墨烯的吸收峰一致。
XRD分析
红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在800℃氩气气氛下的热解产物的代表性XRD图谱如图5所示。图5中的XRD图谱显示了2θ＝22°和43°处的两个峰值。
该峰类似于使用改良的悍马方法(23)制备的氧化石墨烯的XRD峰，进一步证实了通过热解红茶菌纤维素和苹果渣纤维素形成了氧化石墨烯。
SEM分析
红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在800℃氩气气氛下的热解产物的SEM图像如图6所示。从红茶菌纤维素和苹果渣纤维素中提取的氧化石墨烯剥离成薄片。这些氧化石墨烯薄片呈现为较大的半透明单一氧化石墨烯薄片。因为使用的20kV高能电子束可以穿透薄片，所以这个图像中也可以看到这个非常薄的半透明单片下面的氧化石墨烯薄片。此外，还证明了通过热解形成非常薄层的氧化石墨烯结构。
AFM分析
为了进一步研究目前方法制备的氧化石墨烯的形貌和厚度，在使用原子力显微镜(AFM)。图7显示了AFM图像，这些图像与制造的氧化石墨烯的高度曲线相关联。很明显，制造的氧化石墨烯片材具有光滑的表面，没有褶皱或折叠的边缘。片材的厚度约为3-4nm，这表明氧化石墨烯的薄片和薄层的形成。
Zeta电位分析
红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在800℃氩气气氛下热解产物的zeta电位值见图2。两个样品的Zeta电位值都在-51至-34eV的范围内，这些值与文献中报道的石墨衍生的氧化石墨烯样品相当。
结论
我们已经发现了一种基于食品工业的可持续有机纤维素基副产品的氧化石墨烯的新型绿色途径，而无需使用浓缩的强酸和氧化剂。在样品制备步骤中，通过连续两次1.0mol/L NaOH水洗在90℃下纯化红茶菌纤维素(细菌纤维素基材料)和苹果渣纤维素(非细菌纤维素基材料)，然后在23℃下用1.5％(w/w)NaOCl水溶液处理。然后将纯化的样品分别在600-800℃的空气和氩气气氛中进行热解。在氩气气氛下热解产生的残留物产量高于空气。在Ar下，两种材料在800℃热解中获得最高的氧化石墨烯产率，苹果渣生产的氧化石墨烯在相同条件下的产量高于红茶菌纤维素。最高产率然后用FT-IR，拉曼，Zeta，XRD，SEM，AFM分析热解产物。并通过与氧化石墨制备的氧化石墨烯的报道数据进行比较，确认为氧化石墨烯。这一发现开辟了一种新的工业上可行的简单绿色工艺，使用来自食品工业的可再生废物生产廉价的氧化石墨烯。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种利用纤维素绿色制备氧化石墨烯的方法，其特征在于，包括：
S1：红茶菌纤维素的制备；
S2：红茶菌纤维素和苹果渣纤维素的纯化；
S3：纯化的红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在空气和惰性气氛下，在管式炉中进行升温、保温和最终温度的热解；
S4：对热解产物进行材料分析。
2.根据权利要求1所述的一种利用纤维素绿色制备氧化石墨烯的方法，其特征在于，所述红茶菌纤维素的制备：
红茶菌是用绿茶制备的，即将100克蔗糖溶解在98℃的800mL蒸馏水中超过15分钟，并用4g绿茶叶在98℃的含糖水中浸泡12分钟，然后通过过滤除去茶叶，将滤液冷却至25℃后，将混合物接种600mL红茶菌开始培养，并在30℃下进行发酵15天，然后将薄膜形式的红茶菌纤维素从混合物的顶部收集并在蒸馏水中浸泡2天，并使用漏斗过滤以除去残留在孔隙中的杂质和细菌。
3.根据权利要求1所述的一种利用纤维素绿色制备氧化石墨烯的方法，其特征在于，所述红茶菌纤维素和苹果渣纤维素的纯化：
苹果渣是从当地农场获得的，作为苹果汁制造的副产品，将收集的红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在50℃下用1M NaOH碱处理12h，然后用1％冰醋酸中和1h，然后用蒸馏水反复洗涤，直至洗涤pH值为7。
4.根据权利要求1所述的一种利用纤维素绿色制备氧化石墨烯的方法，其特征在于，所述纯化的红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在空气和惰性气氛下的热解：在空气以及氩气惰性气氛分别在600℃，700℃和800℃下研究了纯化的红茶菌纤维素和苹果渣纤维素的热解，加热后的残余物计算其重量。
5.根据权利要求1所述的一种利用纤维素绿色制备氧化石墨烯的方法，其特征在于，所述对热解产物进行材料分析：将以纯化的红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在空气和惰性气氛下的热解产物进行SEM、FTIR、XRD、Raman、Zeta、AFM分析。
6.根据权利要求5所述的一种利用纤维素绿色制备氧化石墨烯的方法，其特征在于，所述纤维素样品在空气和氩气气氛中的热解：
在氩气气氛下热解可使红茶菌纤维素和苹果渣纤维素的残留率更高，氩气气氛中的温度越高，残渣的残留率越高，在800℃的氩气气氛下，红茶菌纤维素和苹果渣纤维素的残渣残留率最高，分别为19.65％和25.12％。
7.根据权利要求1所述的一种利用纤维素绿色制备氧化石墨烯的方法，其特征在于，所述Raman、FTIR、XRD、SEM、AFM、Zeta分析分别为：
拉曼分析
在800℃氩气气氛下，红茶菌纤维素和苹果渣纤维素热解产物的拉曼光谱显示两个主要峰：D带在1321–1337cm–1区域，G带在1584–1592cm–1区域，这些拉曼频率与由石墨氧化制备的氧化石墨烯的D和G波段频率相当，D和G波段的强度比也是氧化石墨烯表征的重要参数，通过热解红茶菌纤维素和苹果渣纤维素制备的氧化石墨烯样品的ID/IG值在1.061-1.184范围内，与通过传统悍马方法生产的氧化石墨烯的ID/IG比相当；
红外分析
在800℃的氩气气氛下，表征红茶菌纤维素和苹果渣纤维素热解产物的FT-IR光谱，以进一步表征这两种产物，通过与使用标准石墨氧化法制备的氧化石墨烯的已发表的FT-IR数据进行比较，可以在样品中鉴定氧化石墨烯的特征峰，如：热解产物在1650cm–1处对C＝C、1210cm–1对C-O-C、998cm–1对C-H有特征吸收、C＝O-C在2420cm～1处表现出特征吸收，这种特性吸收峰与使用标准悍马法制备的氧化石墨烯的吸收峰一致；
XRD分析
红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在800℃氩气气氛下的热解产物的代表性XRD图谱，XRD图谱显示2θ＝22°和43°处的两个峰值，该峰类似于使用改良的悍马方法制备的氧化石墨烯的XRD峰，进一步证实了通过热解红茶菌纤维素和苹果渣纤维素形成了氧化石墨烯；
SEM分析
从红茶菌纤维素和苹果渣纤维素中提取的氧化石墨烯剥离成薄片，这些氧化石墨烯薄片呈现为较大的半透明单一氧化石墨烯薄片，使用的20kV高能电子束可以穿透薄片，可以看到这个非常薄的半透明单片下面的氧化石墨烯薄片，通过热解形成非常薄层的氧化石墨烯结构；
AFM分析
为了进一步研究目前方法制备的氧化石墨烯的形貌和厚度，在使用原子力显微镜，图像与制造的氧化石墨烯的高度曲线相关联，制造的氧化石墨烯片材具有光滑的表面，没有褶皱或折叠的边缘，片材的厚度约为3-4nm，这表明氧化石墨烯的薄片和薄层的形成；
Zeta电位分析
红茶菌纤维素和苹果渣纤维素在800℃氩气气氛下热解产物的zeta电位值，两个样品的Zeta电位值都在-51至-34eV的范围内，这些值与文献中报道的石墨衍生的氧化石墨烯样品相当。
8.根据权利要求1所述的一种利用纤维素绿色制备氧化石墨烯的方法，其特征在于，所述纤维素为植物来源纤维素，植物纤维素为氢氧化钠纯化后的苹果渣纤维素，作为对比的细菌纤维素为红茶菌纤维素；管式炉的升温条件为5℃/min、保温时间20min和最终温度分别为600℃、700℃、800℃，管式炉中的气体氛围分别为空气和氩气。
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