关于生产石墨烯的相关内容如下:
石墨烯的制备方法是什么?
制备石墨烯最常见的思路是先氧化石墨,然后利用超声、高温等手段使得石墨一层一层剥开(当然也许是几层),最终还原。工业上今年尚未有批量生产,能见到的都是企业、研究所或高校的实验室的少量制备。
石墨烯怎么制作
石墨烯制作方法:
一、机械剥离法
机械剥离御衡法是利用物体与石墨烯之间的摩擦和相对运动,得到石墨烯薄层材料的方法。这种方法操作简单,得到的石墨烯通常保持着完整的晶体结构。2004年,英国两位科学使用透明胶带对天然石墨进行层层剥离取得石墨烯的方法,也归为机械剥离法。
二、氧化还原法
氧化还原法是通过使用硫酸、硝酸等化学试剂及高锰酸钾、双氧水等氧化剂将天然石墨氧化,增大石墨层之间的间距,在石墨层与层之间插入氧化物,制得氧化石墨。然后将反应物进行水洗,并对洗净后的固体进行低温干燥,制得氧化石墨粉体。通过物理剥离、高温膨胀等方法制得氧化石墨烯。
三、取向附生法
取向附生法是利用生长基质原子结构“种”出石墨烯,首昌耐先让碳原子在1150℃下渗入钌,然后冷却,冷却到850℃后,之前吸收的大量碳原子就会浮到钌表面,最终镜片形状的单层的碳原子会长成完整的一层石墨烯。
第一层覆盖后,第二层开始生长。底层的石墨烯会与钌产生强烈的相互作用,而第二层后就几乎与钌完全分离,只剩下弱电耦合。但采用这种方法生产的石墨烯薄片往往厚度不均匀,且石墨烯和基质之间的黏合会影响碳层的特性。
四、碳化硅外延法
SiC外延法是通过在超高真空的高温环境下,使硅原子升华脱离材料,剩下的C原子通过自组形式重构,从而得到基于SiC衬底的石墨烯。这种方法可以获得高质量的石墨烯,但是这种方法对设备要求较高。
五、化学气相沉积法
化学气相沉积法即(CVD)是使用含碳有机气体为原料进行气相沉积制得石墨烯薄膜的方法。这是目前生产耐拆春石墨烯薄膜最有效的方法。这种方法制备的石墨烯具有面积大和质量高的特点,但现阶段成本较高,工艺条件还需进一步完善。
参考资料来源:
百度百科—石墨烯
石墨烯怎样生产
针对原料和用途的不同,相应的有几种不同方法。通常来讲有气相沉积法,氧化还原法,插层法。
1气象沉积法主要是含碳气体(
甲烷
、依稀),在一定的温度和压力条件下,碳原子在生长基上附着,形成单层碳结构物质并逐渐生长。优点:所得
石墨烯
结构好,尺寸不受原料的限制。缺点:制备过程复杂,生产效率低。
2氧化还原法是利用氧化剂将石墨逐层氧化,利用超声等方式将已氧化的层剥离。之后,利用
还原剂
将氧化石墨层还原,即得到石墨烯。优点:成本低廉,生产效率较高。缺点:制得石墨烯的尺寸由原料决定,所用氧化剂和还原剂有污染环境的可能。
3插层法是将插层物质填充到石墨的层间隙中,比以此克服层间
范德华力
,使得各层分散开,从而得到石墨烯。该方法仍处于研发阶段。销亮
扩展资料:
石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在
材料学
、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。
英国曼彻斯特大学
物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯,因此共同获得2010年
诺贝尔物理学奖
。
石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法,薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。2018年3月31日,中国首条全自动量产石墨烯有机太阳能光电子器件生产线在
山东菏泽
启动,该项目主要生产可在弱光下发电的石墨烯有机太阳能电池(下称石墨烯OPV),破解了族腊应用局限、对角度敏感、不易造型这三大太阳能发电难题。
1单层石墨烯
单层石墨烯(Graphene):指由一层以
苯环
结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子构成的一种二维碳材料。
2双层石墨烯
双层石墨烯(Bilayerordouble-layergraphene):指由两层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括AB堆垛,AA堆垛等)堆垛构成的一种二维碳材料。
3少层石墨烯
少层石墨烯(Few-layer):指由3-10层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括ABC堆垛,ABA堆垛等)堆垛构成的一种二维碳材料。
4多层石墨烯
多层石墨烯又叫厚层石墨烯(multi-layergraphene):指厚度在10层以上10nm以下苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括ABC堆垛,ABA堆垛等)堆垛兆斗滑构成的一种二维碳材料。
碳元素
碳是一种很常见的元素,它以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。碳单质很早就被人认识和利用,碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本。碳是
生铁
、熟铁和钢的成分之一。碳能在化学上自我结合而形成大量化合物,在生物上和商业上是重要的分子。生物体内大多数分子都含有碳元素。
存在形式
碳的存在形式是多种多样的,有晶态单质碳如
金刚石
、石墨;有无定形碳如煤;有复杂的有机化合物如动植物等;碳酸盐如大理石等。单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨晶体结构不同,各有各的外观、密度、熔点等。
参考资料:
百度百科-石墨烯
