石墨烯製備方法

2022-06-06 23:30:02 字數 1573 閱讀 1820

1、化學還原石墨烯氧化物法(推薦)

試劑:石墨粉濃硫酸高錳酸鉀水合肼 5%雙氧水鹽酸氫氧化鈉

儀器:超聲儀離心儀

實驗步驟:

氧化石墨製備:將 10 g 石墨 230 ml 98%濃硫酸混合置於冰浴中,攪拌 30 min 使其充分混合。稱取 40 g kmno4 加入上述混合液繼續攪拌 1 h 後移入 40oc溫水浴中繼續攪拌30 min 用蒸餾水將反應液(控制溫度在 100 oc以下)稀釋至 800-1 000ml。

後加適量 5% h2o2 趁熱過濾,用 5% hcl 和蒸餾水充分洗滌至接近中性。最後過濾、洗滌在 60oc下烘乾得到氧化石墨樣品。

石墨烯製備:稱取上述氧化石墨 0.05 g 加入到100 ml ph=11 的naoh溶液中在150 w 下超聲90 min 製備氧化石墨烯分散液。

在 4 000 r/ min下離心 3 min 除去極少量未剝離的氧化石墨。向離心後的氧化石墨烯分散液中加入0.1 ml水合肼,在90oc反應 2 h 得到石墨烯分散液 ,密封靜置數天觀察其分散效果。

2、微波法(推薦)

試劑:石墨 nh4s2o8 h2o2

儀器:超聲儀

實驗步驟:將石墨與nh4s2o8 及h2o2在超聲下混合, 然後進行微波反應, 成功製備了石墨烯。他們指出該過程包括兩步反應。

首先,nh4s2o8 在微波下發生了分解產生了氧自由基,在氧自由基的誘導下, 石墨奈米片被切開。然後h2o2 分解並插入石墨奈米片層間從而導致石墨烯的剝離。

3、化學氣相沉積法

試劑:二氧化矽/矽鎳甲烷氫氣氬氨氣

儀器:馬福爐

實驗步驟:k im等首先在s io2 /si基底上沉積一層100- 500nm厚的金屬鎳薄層, 然後在

1 000oc 及高真空下, 以甲烷、氫氣及氬氣混合氣為反應氣,在較短的時間內製備了石墨烯。w ei等採用甲烷和氨氣為反應氣, 一步法直接合成了氮摻雜的石墨烯。在該氮摻雜的石墨烯中氮原子採取 「石墨化」 、「吡咯化」 及「 吡啶化」 這三種摻雜方式。

該法是大規模製備大尺寸、高質量石墨烯的最有希望的方法之一。但目前還不是很完善, 還有待於進一步的研究。

4、溶劑熱法

試劑:石墨烯氧化物水乙醇正丁醇乙烯醇氫氧化鈉

儀器:……

實驗步驟:通過溶劑熱方法在較低的溫度下實現了對石墨烯氧化物的還原。他們嘗試了水、乙醇、正丁醇及乙烯醇等不同的溶劑對溶劑熱反應的影響。

發現在鹼性條件下通過簡單的水熱合成法, 可以得到穩定的石墨烯水分散液。

5機械剝離法

原料:石墨 ;sio2/si;si晶元;丙酮;丙醇;

儀器:顯微鏡;超聲波分散儀;

實驗步驟:其方法主要是用氧等離子束在高取向熱解石墨(hopg)表面刻蝕出寬 20μm-20mm、深5μm 的槽面,並將其壓制在附有光致抗蝕劑的 sio2/si 基底上, 焙燒後, 用透明膠帶反覆剝離-出多餘的石墨片, 剩餘在si晶元上的石墨薄片浸泡於丙酮中, 並在大量的水與丙醇中超聲清洗, 去除大多數的較厚片層後得到厚度小於 10nm的片層, 最後在原子力顯微鏡下挑選出厚度僅有幾個單原子層厚的石墨烯片。

6、其他方法

碳奈米管軸切割法

電化學還原法

電弧放電法

外延生長法

液相剝離石墨法

石墨烯負載複合材料的製備與效能測試

常州大學學生課外創新創業 資助專案中期評審表 填表時間 2011年11月1 日 附頁 對所製備的樣品進行了表徵,證明所製備樣品為石墨烯,具體結果如下 1 石墨烯的afm表徵 將所製石墨烯分散液塗於si片上,乾燥後進行afm表徵,如圖1所示。圖1 石墨烯的afm圖 由圖1可以看出,除褶皺部分外,片中其...

石墨烯電子效能優異

石墨烯電子效能優異市場應用前景廣 ofweek電子工程網訊 石墨烯材料自誕生之日起,就被科學家寄予厚望,它優異的電子效能使在新型電子產品開發 高容量電池等領域都有廣泛的應用前景。同時,石墨烯也是我國重點關注的新型材料之一。有業內人士分析稱,作為目前發現的最薄 最堅硬 導電導熱性能最強的一種新型奈米材...

石墨烯行業研究報告

新能源汽車電池效能比較 資料 南江集團 眾所周知目前新能源汽車推廣的一大瓶頸便是電池效能,石墨烯的出世可能會成為此問題的最優解。目前研究人員已經在進行利用石墨烯高能量密度等特性製成應用於電力能源汽車的儲能量大 充電快的石墨烯 超級電池 以及超級電容器的實驗。如果石墨烯電池技術在未來取得突破,從實驗室...