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石墨烯的制備方法有哪些?介紹四種石墨烯的制備方法!

石墨烯膜 2022年01月20日 09:46 805 石墨烯膜

石墨烯的制備方法有哪些?介紹四種石墨烯的制備方法!


  石墨烯的制備方法一:定向附生法

  定向表觀遺傳學方法是利用生長基質的原子結構“播種”石墨烯。先讓碳原子在1150℃下滲入釕中,然后冷卻。冷卻到850℃后,大量先前被吸附的碳原子將浮到釕表面,透鏡狀的單層碳原子將生長成完整的石墨烯層。一層被覆蓋后,第二層開始生長。底層的石墨烯將與釕發生強烈的相互作用,而在第二層之后,石墨烯幾乎與釕完全分離,只留下微弱的電耦合。然而,這種方法制備的石墨烯薄片厚度往往不均勻,石墨烯與基體之間的粘附會影響碳層的特性。


  石墨烯的制備方法二:下擺法

  將氧化石墨放入水中進行超聲分散,形成質量濃度為0.25g/l~1g/l的均勻分散的氧化石墨烯溶液,然后向氧化石墨烯溶液中滴入質量濃度為28%的氨;將還原劑溶解于水中,形成質量濃度為0.25g/l~2G/l的水溶液;將制備的氧化石墨烯溶液與還原劑水溶液混合均勻,在油浴條件下攪拌得到的混合溶液。反應后,將混合物過濾、洗滌和干燥以獲得石墨烯。


  石墨烯的制備方法三:氧化還原過程

  氧化還原法是用硫酸、硝酸等化學試劑和過氧化氫等氧化劑氧化天然石墨,增加石墨層間距,在石墨層間插入氧化物,制備氧化石墨。然后用水洗滌反應物,洗滌后的固體在低溫下干燥以制備氧化石墨粉末。通過物理剝離和高溫膨脹剝離氧化石墨粉末制備氧化石墨烯。用化學方法還原氧化石墨烯得到石墨烯(RGO)。該方法操作簡單,收率高,但產品質量較低。氧化還原法使用硫酸、硝酸等強酸,具有危險性,必須用大量的水進行清洗,造成很大的環境污染。

  氧化還原法制備的石墨烯含有豐富的含氧官能團,易于改性。但是在氧化石墨烯的還原過程中,還原后的石墨烯氧含量難以控制,在陽光、運輸過程中車廂內高溫等外部因素的影響下,氧化石墨烯會不斷還原。因此,氧化還原法生產的石墨烯質量往往不一致,難以控制。

  石墨烯的制備方法四:機械剝離法

  機械剝離法是利用物體與石墨烯之間的摩擦和相對運動來獲得石墨烯薄層材料的一種方法。該方法操作簡單,石墨烯通常保持完整的晶體結構。2004年,兩位英國科學家用透明膠帶將天然石墨層層剝離,獲得石墨烯,這也被歸類為機械剝離法。這種方法一度被認為生產效率低,無法工業化大規模生產。該方法可以制備微米級石墨烯,但可控性低,難以實現大規模合成。2016年,中國科學家發明了一種簡單高效的綠色剝離技術,通過“球體和微球”之間的軟滾動轉移過程,實現了幾層石墨烯(層數3.8±1.9)的大規模制備。

  

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