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石墨烯的制备方法有哪些?介绍四种石墨烯的制备方法!

石墨烯膜 2022年01月20日 09:46 4827 网络整理

石墨烯的制备方法有哪些?介绍四种石墨烯的制备方法!


  石墨烯的制备方法一:定向附生法

  定向表观遗传学方法是利用生长基质的原子结构“播种”石墨烯。先让碳原子在1150℃下渗入钌中,然后冷却。冷却到850℃后,大量先前被吸附的碳原子将浮到钌表面,透镜状的单层碳原子将生长成完整的石墨烯层。一层被覆盖后,第二层开始生长。底层的石墨烯将与钌发生强烈的相互作用,而在第二层之后,石墨烯几乎与钌完全分离,只留下微弱的电耦合。然而,这种方法制备的石墨烯薄片厚度往往不均匀,石墨烯与基体之间的粘附会影响碳层的特性。


  石墨烯的制备方法二:下摆法

  将氧化石墨放入水中进行超声分散,形成质量浓度为0.25g/l~1g/l的均匀分散的氧化石墨烯溶液,然后向氧化石墨烯溶液中滴入质量浓度为28%的氨;将还原剂溶解于水中,形成质量浓度为0.25g/l~2G/l的水溶液;将制备的氧化石墨烯溶液与还原剂水溶液混合均匀,在油浴条件下搅拌得到的混合溶液。反应后,将混合物过滤、洗涤和干燥以获得石墨烯。


  石墨烯的制备方法三:氧化还原过程

  氧化还原法是用硫酸、硝酸等化学试剂和过氧化氢等氧化剂氧化天然石墨,增加石墨层间距,在石墨层间插入氧化物,制备氧化石墨。然后用水洗涤反应物,洗涤后的固体在低温下干燥以制备氧化石墨粉末。通过物理剥离和高温膨胀剥离氧化石墨粉末制备氧化石墨烯。用化学方法还原氧化石墨烯得到石墨烯(RGO)。该方法操作简单,收率高,但产品质量较低。氧化还原法使用硫酸、硝酸等强酸,具有危险性,必须用大量的水进行清洗,造成很大的环境污染。

  氧化还原法制备的石墨烯含有丰富的含氧官能团,易于改性。但是在氧化石墨烯的还原过程中,还原后的石墨烯氧含量难以控制,在阳光、运输过程中车厢内高温等外部因素的影响下,氧化石墨烯会不断还原。因此,氧化还原法生产的石墨烯质量往往不一致,难以控制。

  石墨烯的制备方法四:机械剥离法

  机械剥离法是利用物体与石墨烯之间的摩擦和相对运动来获得石墨烯薄层材料的一种方法。该方法操作简单,石墨烯通常保持完整的晶体结构。2004年,两位英国科学家用透明胶带将天然石墨层层剥离,获得石墨烯,这也被归类为机械剥离法。这种方法一度被认为生产效率低,无法工业化大规模生产。该方法可以制备微米级石墨烯,但可控性低,难以实现大规模合成。2016年,中国科学家发明了一种简单高效的绿色剥离技术,通过“球体和微球”之间的软滚动转移过程,实现了几层石墨烯(层数3.8±1.9)的大规模制备。

  

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