Ciamar a tha ullachadh agus comharrachadh graphite pàipear tana agus graphene

作者：Iflowpower – Kaasaskantava elektrijaama tarnija

Chaidh an còmhdach grafait oxidized coltach ri pàipear ullachadh gu soirbheachail le modh Hummers atharraichte, agus chaidh an còmhdach grafait oxidation coltach ri duilleag a lughdachadh mar nano-stuthan graphene le hydrazine. Bidh toraidhean synthesis le Fourier ag atharrachadh speactroscopaidh infridhearg (FT-IR), Raman Spectroscopy (RS), X-ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM), Transmitting Electroractor (TEM), agus Agency (AFM), msaa. Tha structar agus coileanadh air an comharrachadh.

Tha na toraidhean a’ sealltainn gur e tiugh graphene 0.36 nm, is e an àireamh de shreathan 3. A bharrachd air an sin, chaidh uidheamachd ath-bhualadh an dòigh Hummers atharraichte ullachadh leis an uidheamachd ath-bhualadh de ghrafait oxidation tana coltach ri pàipear, agus chaidh mion-sgrùdadh a dhèanamh air a ’phròiseas ath-bhualadh ceimigeach a thachair aig àm oxidation an grafait oxidation.

Ann an 2004, dh’ ullaich GEIM et al, graf-criostail atamach dà-mheudach ùr air a dhèanamh suas de shreathan carbon atamach tar-chinealach SP2 a’ cleachdadh modh stripping meacanaigeach. Is e an aonad structarail bunaiteach de graphene fàinne benzene sia yuan, a tha dìreach 0.34 nm.

Mar sin, tha mòran fheartan ceimigeachd fiosaigeach sàr-mhath aig graphene, leithid 100 uair neart stàilinn, suas ri 130gPa, gluasad gluasaid a ’ruighinn 15000 cm2 / (v · s), is e an seoltachd teirmeach 5000W / (m · K). A bharrachd air an sin, tha feartan sònraichte aig graphene cuideachd leithid buaidh talla quantum teòthachd an t-seòmair agus feartan ferromagnetic teòthachd an t-seòmair. Aig an àm seo, is e dòigh ullachaidh graphene sa mhòr-chuid dòigh stripping meanbh-mheicnigeach, tasgadh bhalbhaichean ceimigeach, dòigh lughdachadh redox ceimigeach, modh fàs epitaxial criostail agus modh teas fuasglaidh.

Nam measg, faodaidh an dòigh stripping micromechanical graphene de mheud micron ullachadh, ach tha an smachd ìosal, tha e duilich cinneasachadh mòr a choileanadh. Tha an dòigh fàis epitaxial criostail buailteach ath-chruthachadh air sgàth uachdar criostal SiC, gus am bi farsaingeachd mhòr, tiugh co-ionann ri aon graphene. Tha an dòigh tasgadh vapor ceimigeach (CVD) fo-fhilleadh le criostal singilte meatailt no film meatailt, a dh’ fhaodas còmhdach tana de dhuilleag graphene fhàs, ach chan eil purrachd graphene àrd, agus chan urrainnear cinneasachadh mòr a choileanadh.

Tha an dòigh teas fuasglaidh mar thoradh air suidheachaidhean cruaidh leithid teòthachd àrd agus cuideam àrd, agus tha giùlan toraidh ìosal, agus chan eil comas ann mòr-chinneasachadh. Is e an dòigh lughdachadh redox ceimigeach a bhith ag ullachadh graphene le pròiseas sgrìobadh ultrasonic agus lughdachadh le modh Hummers. Mar thoradh air cearcall toraidh goirid an dòigh, tha buaidh fharsaing air buannachdan cinneasachadh àrd synthetigeach agus sgrùdaidhean.

Rè modh Hummers, tha an grafait air ullachadh, a ’toirt a-steach teòthachd ìosal (0 ° C), teòthachd meadhanach (38 ° C) agus teòthachd àrd (98 ° C), agus tha an àidseant oxidizing dlùth H2SO4 agus KMNO4. Tro sgrùdadh air pròiseas oxidation graphite, tha modh Hummers air atharrachadh, is e sin, an ùine anns a bheil an ìre freagairt teòthachd meadhanach air a leudachadh, agus thèid an ìre freagairt teòthachd àrd a chuir dheth. A ’cuir dheth pròiseas ath-bhualadh ìre teòthachd àrd, chan ann a-mhàin a’ seachnadh na cunnartan sprèadhadh a dh ’adhbhraicheas searbhag sulfarach rè ath-bheachdan teòthachd àrd, ach cuideachd a’ seachnadh ath-bhualadh lobhadh teirmeach aig ìre teòthachd àrd, a ’lughdachadh ìre oxidation grafait.

Anns an teòiridh agus an deuchainn, faodar an còmhdach ocsaid rèidh ullachadh fo theodhachd ìosal agus suidheachaidhean sàbhailte agus seasmhach. Chaidh an grafait ullachaidh a lughdachadh le hydrate hydrate gus nano-stuthan graphene ullachadh, agus chaidh an stuth ullachaidh pàipear tana coltach ri grafait ogsaid agus graphene a thoirt a-mach. 1, deuchainn 1.

1, graphite sgèile stuth amh (granularity: 325 mogaill, ciad-beairteach nanotechnology Co., Ltd.); searbhag sulfarach tiugh (95% ~ 98%); potassium permanganate, sodium nitrate, hydrogenated (30%), hydrochloric acid, chlorination Barium, hydrate (80%), etc.

air an sgrùdadh. Chan eil na drogaichean gu h-àrd air an ainmeachadh gu sònraichte, agus tha iad air an ceannach bho Shanghai Chemical Reagent Company of China Pharmaceutical Group. Chan eil na h-ath-bheachdan gu h-àrd air an làimhseachadh gu dìreach.

1.2, ullachadh sampall 1) Ullachadh còmhdach tana coltach ri pàipear inc ogsaid (GO) de 230 mL (98%) searbhag sulfarach tiugh ann an 1000 ml de thrì flasgaichean, fo fheachd magnetach teòthachd seasmhach agus amar uisge deigh, 5.0 gnano3 agus 10.

0 g Measgachadh grafait, a &39;gluasad meadhanach aig astar meadhanach airson 30 min, gus am bi e measgaichte. Mean air mhean chuir 30GKMNO4 ris a &39;mheasgachadh, agus a&39; gluasad aig 0 ° C airson 2 h. Chaidh na trì flasgaichean a ghluasad a-steach do amar uisge le teòthachd seasmhach a bha air atharrachadh gu teòthachd timcheall air 38 ° C, a &39;leantainn airson 30 h, agus chaidh an teòthachd meadhanach ath-bhualadh a dhèanamh.

Às deidh teòthachd an ath-bhualadh teòthachd meadhanach, chaidh am measgachadh a ghluasad a-steach do bhèicear 2000 ml, air a lagachadh le uisge deionized gu 1000 mL, agus chaidh 200 mL (5%) H2O2 a chur ris, agus thionndaidh an leaghan ath-bhualadh gu dath òrail. Chaidh an centrifugation a dhèanamh le centrifuge aig astar àrd, agus bha an astar cuairteachaidh 4000 r / min, air a nighe le 5% HCl ro-ullaichte agus uisge deionized gus an deach searbhag sulfuric searbhag sulfuric anns an fhiltrate a lorg, agus chaidh an crochadh a chuir air falbh anns a ’mhias falmhachaidh, a’ tiormachadh oxide ann an cruth grafaiceachd Vacuum. 2) Chaidh an lughdachadh graphene a sgapadh ann an 100 ml den inc grafait mar thoradh air ann an 100 ml de fhuasgladh uisgeach gus crochaidh donn-buidhe fhaighinn, agus chaidh na suidheachaidhean ultrasound a sgapadh fo flasg trì-beul, air a theasachadh gu 90 ° C, drip 2 ml de hydrad hydradach, an seo chaidh an ath-bhualadh a shìoladh às deidh 24 h le uisge agus chaidh an toradh a nighe fo chumhachan toraidh agus chaidh grunn uairean a nighe. tiormaich os cionn 60 ° C.

1.3, deuchainn agus comharrachadh mion-sgrùdadh sgaraidh XRD a’ cleachdadh diffractometer Rigaku D / MAX-RB Iapanach (targaid Cu, rèididheachd Kα, λ = 0.154056 nm), raon sganaidh 5 ° ~ 80 °; mion-sgrùdadh speactroscopaidh infridhearg (FT-IR) Bidh NEXUS Fourier aig ThermonicoLET a’ cruth-atharrachadh speactram infridhearg, tablaidean KBR, raon tonn-tonn 400 ~ 4000cm-1; Bidh Raman speactroscopaidh (Raman) a’ dèanamh anailis air an speactrometer laser Raman microclassless seòrsa INVIA de British Renishaw, Tha an raon clàraidh bho 100 gu 3200 cm-1, is e an tonn-tonn laser 785 nm, is e an rùn spàsail 1 μm stiùireadh taobhach, fad-ùine gu 1 μm; Bidh microsgop sganaidh dealanach (SEM) a’ gabhail ri miocroscop dealanach sganaidh S-4800 FESEM; miocroscop dealanach tar-chuir (TEM) a’ gabhail ri Iapan JEO companaidh achadh seòrsa JEM-2100F tar-chuir miocroscop dealanach tar-chuir àrd-rùn; Bidh miocroscop dearbhaidh sganaidh feachd atamach (AFM) a’ gabhail ri miocroscop feachd atamach seòrsa Nanoscope4 aig US Veeco.

Co-dhùnadh a. Le bhith a’ dèanamh anailis air pròiseas oxidation a’ phròiseas oxidation graphite, chaidh an dòigh Hummers atharraichte anns an deach an ìre freagairt teòthachd àrd a chuir dheth, agus chaidh an graphene fhaighinn le bhith a’ feannadh ultrasound agus làimhseachadh lughdachadh hydrate hydradach. B.

Tha toraidhean deuchainn TEM agus AFM a’ sealltainn gur e tiugh graphene 0.36 nm, is e an àireamh de shreathan 3. c.

Tha an dòigh sàbhailte agus sìmplidh, tha an toradh mòr, furasta a smachdachadh, a ’toirt seachad ullachadh luath is sìmplidh de graphene cumadh pàipear tana, a’ toirt seachad bunait airson cleachdadh malairteach graphene. .