Giunsa ang pag-andam ug pagkilala sa manipis nga papel nga oxide graphite ug graphene

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Leverancier van draagbare energiecentrales

Ang nipis nga papel nga sama sa oxidized graphite layer malampuson nga giandam pinaagi sa giusab nga pamaagi sa Hummers, ug ang giandam nga sheet-sama sa oxidation graphite layer gikunhoran isip graphene nanomaterial nga adunay hydrazine. Synthesis nga mga produkto pinaagi sa Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), Raman Spectroscopy (RS), X-ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM), Transmitting Electroractor (TEM), ug Agency (AFM), ug uban pa. Ang istruktura ug pasundayag gihulagway.

Ang mga resulta nagpakita nga ang gibag-on sa graphene mao ang 0.36 nm, ang gidaghanon sa mga lut-od mao ang 3. Dugang pa, ang mekanismo sa reaksyon sa giusab nga pamaagi sa Hummers giandam sa mekanismo sa reaksyon sa manipis nga papel nga sama sa oxidation graphite, ug ang kemikal nga proseso sa reaksyon nga nahitabo sa panahon sa oksihenasyon sa graphite oxidation gisusi.

Sa 2004, GEIM et al, nag-andam ug bag-ong two-dimensional atomic crystal-graphene nga gilangkoban sa SP2 hybridized carbon atomic layers gamit ang mechanical stripping method. Ang sukaranan nga yunit sa istruktura sa graphene usa ka benzene unom ka yuan nga singsing, nga 0.34 nm lamang.

Busa, ang graphene adunay daghang maayo kaayo nga pisikal nga kemikal nga mga kabtangan, sama sa 100 ka pilo nga kusog sa asero, hangtod sa 130gPa, ang paglihok sa carrier moabot sa 15000 cm2 / (v · s), ang thermal conductivity mao ang 5000W / (m · K). Dugang pa, ang graphene usab adunay espesyal nga mga kabtangan sama sa temperatura sa kwarto nga quantum Hall nga epekto ug temperatura sa kwarto nga ferromagnetic nga mga kabtangan. Sa pagkakaron, ang pamaagi sa pag-andam sa graphene mao ang nag-una nga micro-mechanical stripping method, kemikal nga alisngaw nga deposition, kemikal nga redox reduction method, crystal epitaxial growth method ug solvent heat method.

Lakip kanila, ang micromechanical stripping nga pamaagi makaandam sa graphene sa micron gidak-on, apan ang controllability mao ang ubos, kini mao ang lisud nga sa pagkab-ot sa dako nga-scale produksyon. Ang pamaagi sa pagtubo sa kristal nga epitaxial dali nga matukod pag-usab tungod sa nawong sa kristal nga SiC, aron ang usa ka dako nga lugar, usa ka gibag-on parehas sa usa ka graphene. Ang kemikal nga vapor deposition method (CVD) mao ang substrate nga adunay usa ka metal nga kristal o usa ka metal nga pelikula, nga makatubo sa usa ka nipis nga layer sa graphene sheet layer, apan ang kaputli sa graphene dili taas, ug dili makab-ot ang dako nga produksyon.

Ang paagi sa kainit sa solvent tungod sa mapintas nga mga kondisyon sama sa taas nga temperatura ug taas nga presyur, ug ang conductivity sa produkto ubos, ug walay posibilidad sa mass production. Ang kemikal nga redox reduction nga pamaagi mao ang pag-andam sa graphene pinaagi sa ultrasonic stripping ug reduction process pinaagi sa Hummers method. Tungod sa mubo nga siklo sa produksiyon sa pamaagi, ang mga bentaha sa taas nga sintetikong produksiyon kaylap nga naapektuhan ug mga pagtuon.

Atol sa pamaagi sa Hummers, ang graphite giandam, lakip ang ubos nga temperatura (0 ° C), medium nga temperatura (38 ° C) ug taas nga temperatura (98 ° C), ug ang oxidizing agent kay konsentrado H2SO4 ug KMNO4. Pinaagi sa pagtuon sa proseso sa oksihenasyon sa graphite, ang pamaagi sa Hummers giusab, nga mao, ang yugto sa panahon diin ang yugto sa reaksyon sa medium nga temperatura gipalugway, ug ang yugto sa reaksyon sa taas nga temperatura gikansela. Ang pagkansela sa proseso sa reaksyon sa taas nga yugto sa temperatura, dili lamang paglikay sa mga peligro sa pagbuto tungod sa sulfuric acid sa panahon sa mga reaksyon sa taas nga temperatura, apan paglikay usab sa reaksyon sa thermal decomposition sa yugto sa taas nga temperatura, pagkunhod sa lebel sa oksihenasyon sa graphite.

Sa teorya ug eksperimento, ang layered oxide layer mahimong maandam ubos sa ubos nga temperatura ug luwas ug lig-on nga mga kondisyon. Ang preparative graphite gipakunhod pinaagi sa hydrate hydrate aron sa pag-andam sa graphene nanomaterials, ug ang preparative thin paper-like oxide graphite ug graphene nga materyal gihimo. 1, eksperimento 1.

1, hilaw nga materyal nga scale graphite (granularity: 325 mesh, first-rich nanotechnology Co., Ltd.); concentrated sulfuric acid (95% ~ 98%); potassium permanganate, sodium nitrate, hydrogenated (30%), hydrochloric acid, chlorination Barium, hydrate (80%), ug uban pa.

gianalisa. Ang mga tambal sa ibabaw wala espesyal nga gihisgutan, ug kini gipalit gikan sa Shanghai Chemical Reagent Company sa China Pharmaceutical Group. Ang tanan nga mga reagents sa ibabaw dili direkta nga pagdumala.

1.2, sample nga pag-andam 1) Manipis nga papel-sama sa oxide tinta (GO) layer pag-andam sa 230 mL (98%) concentrated sulfuric acid sa 1000 ml sa tulo ka flasks, ubos sa kanunay nga temperatura magnetic puwersa ug ice tubig bath, 5.0 gnano3 ug 10.

0 g Mixtures sa graphite, stirring medium sa medium speed alang sa 30 min, sa pagkaagi nga kini gisagol. 30GKMNO4 hinay-hinay nga gidugang ngadto sa sagol, ug stirring sa 0 ° C alang sa 2 h. Ang tulo ka mga flasks gibalhin ngadto sa usa ka kanunay nga temperatura nga kaligoanan sa tubig nga gipasibo sa temperatura nga mga 38 ° C, nagpadayon sulod sa 30 ka oras, ug ang medium nga temperatura nga reaksyon gihimo.

Human sa temperatura sa medium temperatura reaksyon, ang sagol nga gibalhin ngadto sa usa ka 2000 ml beaker, lasaw uban sa deionized tubig ngadto sa 1000 mL, ug 200 mL (5%) H2O2 gidugang, ug ang reaksyon liquid nahimong bulawan nga kolor. Ang centrifugation gihimo uban sa usa ka high-speed centrifuge, ug ang rotational speed mao ang 4000 r / min, gihugasan uban sa usa ka pre-pre-pre-preformed 5% HCl ug deionized tubig hangtud nga ang sulfuric acid sulfuric acid sa filtrate namatikdan, ug ang suspension na displaced sa evaporating vacuum, 60 nga pag-umol sa vacuum. 2) Ang pagkunhod sa graphene nagkatibulaag sa usa ka 100 ml sa resulta nga graphite nga tinta sa usa ka 100 ml nga tubigon nga solusyon aron makakuha og brown-yellow nga suspension, ug ang mga kondisyon sa ultrasound gipatibulaag sa ilalum sa tulo ka baba nga flask, gipainit sa 90 ° C, drip 2 ml sa hydrated hydrate, dinhi ug ang resulta sa 2 nga mga panahon gisala, dinhi ug ang resulta sa 24 gisala sa produkto. nga adunay methanol ug tubig, ug ang graphene gipauga sa 60 ° C.

1.3, pagsulay ug kinaiya XRD diffraction analysis gamit ang Japanese Rigaku D / MAX-RB diffractometer (Cu target, Kα radiation, λ = 0.154056 nm), scanning range 5 ° ~ 80 °; infrared spectroscopy (FT-IR) analysis ThermonicoLET&39;s NEXUS Fourier transform infrared spectrum, KBR tablets, wavelength range 400 ~ 4000cm-1; Ang Raman spectroscopy (Raman) nag-analisar sa INVIA-type nga microclassless laser Raman spectrometer sa British Renishaw, Ang record range gikan sa 100 ngadto sa 3200 cm-1, ang laser wavelength mao ang 785 nm, ang spatial nga resolusyon mao ang 1 μm lateral nga direksyon, longitudinal ngadto sa 1 μm; ang scanning electron microscope (SEM) nagsagop sa S-4800 FESEM scanning electron microscope; Ang transmissive electron microscope (TEM) nagsagop sa Japan JEO nga kompanya nga JEM-2100F-type field nga nagpadala sa high-resolution transmission electron microscope; Ang atomic force scanning probe microscope (AFM) nagsagop sa Nanoscope4-type nga atomic force microscope sa US Veeco.

Panapos a. Pinaagi sa pag-analisar sa proseso sa oksihenasyon sa proseso sa oksihenasyon sa graphite, ang giusab nga pamaagi sa Hummers diin ang yugto sa reaksyon sa taas nga temperatura gikansela, ug ang graphene nakuha pinaagi sa ultrasound peeling ug hydrated hydrate reduction treatment. B.

Ang mga resulta sa pagsulay sa TEM ug AFM nagpakita nga ang gibag-on sa graphene mao ang 0.36 nm, ang gidaghanon sa mga layer mao ang 3. c.

Ang pamaagi mao ang luwas ug yano, ang output mao ang dako, sayon ​​sa pagkontrolar, naghatag sa usa ka paspas ug yano, dako-scale nga pagpangandam sa manipis nga papel-shaped graphene, naghatag og usa ka pundasyon alang sa komersyal nga aplikasyon sa graphene. .