石墨烯材料的制备调研报告

石墨烯材料的制备调研报告

问:石墨烯的制备原理及方法
  1. 答:石墨是由一层层蜂窝状有序排列的平面碳原子构成的晶体。当把石墨片通过物理或化学方法剥成单层之后,这种只有一个单原子层的石墨薄片称为单碳层石墨烯。
    主要的物理方法有:机械剥离法、液相或气相直接剥离法;化学方法有:表面析出生长法、氧化石墨还原法、化学气相沉积法、化学合成法。不要看石墨烯薄,它的硬度甚至比钢铁要高几百倍!
    因为薄,所以石墨烯具有良好的透光性,以肉眼来看,完全可以说它是透明的。同时,由于石墨烯具有良好的强度、柔韧度、导电导热性能,为复合材料、纺织领域、电子信息、节能环保、生物医药、化工、航空航天等很多领域带来了巨大的改变。
    但是,并不是只有单层石墨烯才叫石墨烯。按层数:它可分为单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯和多层石墨烯。按被功能化形式:它可分为氧化石墨烯、氢化石团州墨烯、氟化石墨烯等。按外在形态:它可分为片、膜、量子点、纳米带或三维状石墨烯等。
    石墨烯是目前为止导热系数最高的材料,具有非常好的热传导性能,所以脊昌它被大量运用在全新的采暖行业。和常规发热膜一样,石墨烯需要塌野蔽通电才能发热,当在石墨烯发热膜两端电极通电的情况下,电热膜中的碳分子在电阻中产生声子、离子和电子,由产生的碳分子团之间相互摩擦、碰撞(也称布朗运动)而产生热能,热能又通过控制远红外线以平面方式均匀地辐射出来。
    石墨烯通电后,有效电热能总转换率达99%以上,同时加上特殊的超导性,保证发热性能的稳定。但是与常规金属丝发热膜不同的地方在于,发热稳定安全,而且散发出来的红外线被称为“生命光线”。
    综上所述,石墨烯材料良好的导电导热性能非常适合应用于新型采暖行业,让采暖过程更加舒适,便捷。
  2. 答:石墨烯的制备原理:
    首先,将石墨粉末氧化,变成“氧化石墨(GO)”粉,然后将其混入水溶液中,均匀涂在PET(erephthalate)等薄膜基板上注。
    石墨烯的制备方法如下:
    1、 化学
    硕士生答颂基蔡伟伟在萨斯大学奥斯丁分校罗德尼教授和陈东敏研究员的指导下,清谨开发出一套化学气相沉积仪(CVD),他们用这套沉积仪首次制备出高品质13C合成石墨。该方法能够有效减少石墨烯岛的数量,显著加快石墨烯的生长速度和提高石墨烯的质量。化学气相沉积法将对石墨烯的应用研究起到极大地推动作用,美国的教授菲利普金就曾表示气相沉积法是制备大尺寸、高质量石墨烯最省钱的方法之一,这对于量化生产石墨烯具有相当重大的意义。
    2、 取向附生法
    氧化石墨烯取向附生法的工作原理是利用生长基质“种”出石墨烯。其生成步骤是:先让在1150℃下渗入钌,经冷却到850℃后,大量碳原子就浮出表面,最终长成第一层石墨烯。当第一层覆盖80%后,第二层随之生长。利用这种方法制备石墨烯不仅需要稀有金属钌,而且得出的石墨烯薄片厚度不匀,效果往往达不到预期的效果樱简。
    3、微机械分离
    此方法是获得石墨烯最普通的方法,可以直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来。2004 年,英国的KostyaNovoselov 就是用机械分离法首次制备出单层石墨烯,用此方法制备出的石墨烯可以在外界环境下稳定存在。这种方法的优点是过程简单,氧化石墨烯缺点是不易控制产物的尺寸,难以获得所需要的石墨烯。
问:石墨烯的制备方法
  1. 答:目前石墨烯制备方法主要包括化学气相沉积法、溶剂剥离法、氧化还原法、微机械剥离法、外延生长法、电弧法、有机合成法、春迟慧电化学法等。
    以化学气相沉积法(CVD)为例:所谓CVD法,指的是反应物质于气态条件下产生化学反应,进而在加热固态基体表生成固态物质,从而实现固体材料的制成的工艺技术】。
    目前,以CVD法进行石墨烯制备时通过将碳氢化合物等含碳气体通入以镍为基片、管状的简易沉积炉中,通过高温将含碳气体分解为碳原子使其沉积于镍的表面,进而形成石墨烯,再通过轻微化学刻蚀来使镍片与石墨烯薄膜分离,从而获得石墨烯薄膜。该薄膜处于透光率为80%的状态下时其导电率便高达1.1×106S/m。通过CVD法可扒答制备出大面积高质量石墨烯,但单晶镍价格则过于昂贵,该方法可满足高质量、规模化石墨烯的制备要求,但工艺复杂,成本高,使得该方法的广旦羡泛应用受到限制。
问:石墨烯被制备前的科研背景是怎样的?Geim当时是为什么想得到石墨烯
  1. 答:你把这个问题百度下,知乎上有很详细的回答
石墨烯材料的制备调研报告
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