Hvernig er þunnt pappírsoxíð grafít og grafen undirbúningur og lýsing

著者：Iflowpower – Nhà cung cấp trạm điện di động

Þunnt, pappírslíkt oxað grafítlagið var vel útbúið með breyttri Hummers aðferð og undirbúið laklíkt oxunargrafítlagið var minnkað sem grafen nanóefni með hýdrasíni. Tilbúnar vörur með Fourier umbreytingu innrauðri litrófsgreiningu (FT-IR), Raman litrófsgreiningu (RS), röntgengeislun (XRD), skanna rafeindasmásjá (SEM), sendirafmæli (TEM) og Agency (AFM), o.fl. Uppbygging og frammistaða einkennast.

Niðurstöðurnar sýna að þykkt grafen er 0,36 nm, fjöldi laga er 3. Að auki var viðbragðsbúnaður hinnar breyttu Hummers aðferðar útbúinn með hvarfkerfi þunns pappírslíks oxunargrafíts og efnahvarfsferlið sem átti sér stað við oxun grafítoxunar var greint.

Árið 2004, GEIM o.fl., útbjuggu nýtt tvívítt atómkristall-grafen sem samanstendur af SP2 blönduðum kolefnisatómlögum með vélrænni strippunaraðferð. Grunnbyggingareining grafens er bensen sex júan hringur, sem er aðeins 0,34 nm.

Þess vegna hefur grafen marga framúrskarandi eðlisefnafræðilega eiginleika, svo sem 100 sinnum styrkleika stáls, allt að 130gPa, hreyfanleiki burðarefnis nær 15000 cm2 / (v · s), hitaleiðni er 5000W / (m · K ). Að auki hefur grafen einnig sérstaka eiginleika eins og stofuhita skammtahallaáhrif og ferromagnetic eiginleika við stofuhita. Sem stendur er undirbúningsaðferð grafen aðallega örvélræn strípunaraðferð, efnagufuútfelling, efnafræðileg redoxminnkunaraðferð, kristal epitaxial vaxtaraðferð og leysishitaaðferð.

Meðal þeirra getur örvélræna strípunaraðferðin undirbúið grafen af ​​míkronstærð, en stjórnanleiki er lítill, það er erfitt að ná fram framleiðslu í stórum stíl. Kristall epitaxial vaxtaraðferðin er viðkvæm fyrir endurbyggingu vegna yfirborðs SiC kristalsins, þannig að stórt svæði, þykkt er jöfn einu grafeni. Efnafræðilega gufuútfellingin (CVD) er undirlag með einkristalli úr málmi eða málmfilmu, sem getur vaxið þunnt lag af grafenplötulagi, en hreinleiki grafensins er ekki hár og ekki er hægt að ná fram framleiðslu í stórum stíl.

Leysihitaaðferðin stafar af erfiðum aðstæðum eins og háum hita og háum þrýstingi og leiðni vörunnar er lítil og engin möguleiki á fjöldaframleiðslu. Efnafræðilega redoxlækkunaraðferðin er að undirbúa grafen með ultrasonic stripping og minnkunarferli með Hummers aðferð. Vegna stuttrar framleiðslulotu aðferðarinnar eru kostir hár tilbúið framleiðslu víða fyrir áhrifum og rannsóknir.

Með Hummers aðferðinni er grafítið útbúið, þar á meðal lágt hitastig (0 ° C), miðlungshitastig (38 ° C) og hátt hitastig (98 ° C), og oxunarefnið er þétt H2SO4 og KMNO4. Með rannsókn á grafítoxunarferlinu er Hummers aðferðinni breytt, það er tímabilið þar sem miðlungshitaviðbragðsstigið er framlengt og háhitaviðbragðsstigið er hætt. Að hætta við viðbragðsferli háhitastigsins, forðast ekki aðeins hættu á eldgosi af völdum brennisteinssýru við háhitaviðbrögð, heldur einnig að forðast varma niðurbrotsviðbrögð á háhitastigi, sem dregur úr oxunarstigi grafíts.

Í kenningunni og tilrauninni er hægt að útbúa lagskipt oxíðlagið við lágt hitastig og öruggar og stöðugar aðstæður. Undirbúningsgrafítið var minnkað með hýdrathýdrati til að undirbúa grafen nanóefni, og undirbúnings þunnt pappírslíkt oxíð grafít og grafen efni voru framleidd. 1, tilraun 1.

1, hráefni mælikvarða grafít (kornið: 325 möskva, fyrsta ríkur nanótækni Co., Ltd.); óblandaðri brennisteinssýra (95% ~ 98%); kalíumpermanganat, natríumnítrat, hert (30%), saltsýra, klórun Baríum, hýdrat (80%) o.fl.

eru greind. Ofangreind lyf eru ekki nefnd sérstaklega og þau eru keypt frá Shanghai Chemical Reagent Company of China Pharmaceutical Group. Öll ofangreind hvarfefni eru ekki meðhöndluð beint.

1.2, sýni undirbúningur 1) Þunnt pappírslíkt oxíð blek (GO) lag undirbúningur af 230 ml (98%) óblandaðri brennisteinssýru í 1000 ml af þremur flöskum, við stöðugt hitastig segulkrafts og ísvatnsbaði, 5,0 gnano3 og 10.

0 g Blöndur af grafít, hrært miðlungs hraða í 30 mín, þannig að það blandist. 30GKMNO4 bætt smám saman við blönduna og hrært við 0°C í 2 klst. Flöskurnar þrjár voru færðar í vatnsbað með stöðugu hitastigi sem hafði verið stillt á hitastigið um 38°C, haldið áfram í 30 klst, og meðalhitaviðbrögðin voru framkvæmd.

Eftir hitastig miðlungshitahvarfsins var blandan flutt í 2000 ml bikarglas, þynnt með afjónuðu vatni í 1000 ml, og 200 ml (5%) H2O2 var bætt við og hvarfvökvinn breyttist í gullna lit. Skiljunin var framkvæmd með háhraða skilvindu og snúningshraðinn var 4000 sn/mín, þvegin með fyrirfram-forformuðu 5% HCl og afjónuðu vatni þar til brennisteinssýru brennisteinssýran í síuvökvanum fannst og sviflausnin var færð í uppgufunarskálina, sem myndaðist í lofttæmdu oxidíti, sem myndaðist í lofttæmdu oxunarefni. 2) Afoxun grafens var dreift í 100 ml af grafítbleki sem myndaðist í 100 ml af vatnslausn til að fá brúngula sviflausn og ómskoðunarskilyrðunum var dreift í þriggja munna kolbu, hituð í 90°C, dreypt 2 ml af vökvaðri hýdrati, hér var hvarfið síað undir 2 klst. með metanóli og vatni og grafenið var þurrkað yfir 60°C.

1.3, prófun og lýsing á XRD dreifingargreiningu með því að nota japanska Rigaku D / MAX-RB diffractometer (Cu markmið, Kα geislun, λ = 0,154056 nm), skönnunarsvið 5 ° ~ 80 °; innrauð litrófsgreining (FT-IR) greining ThermonicoLET&39;s NEXUS Fourier umbreytingu innrauða litróf, KBR töflur, bylgjulengdarsvið 400 ~ 4000cm-1; Raman litrófsgreining (Raman) greinir INVIA-gerð örflokkalausan leysir Raman litrófsmælis frá breska Renishaw, metsviðið er frá 100 til 3200 cm-1, leysibylgjulengdin er 785 nm, staðbundin upplausn er 1 μm hliðarstefna, lengdar til 1 μm; skanna rafeinda smásjá (SEM) samþykkir S-4800 FESEM skanna rafeinda smásjá; rafeindasmásjá (TEM) samþykkir Japan JEO fyrirtæki JEM-2100F-gerð sviði senda háupplausn rafeinda smásjá; atomic force scanning probe smásjá (AFM) samþykkir US Veeco&39;s Nanoscope4-gerð atómkrafts smásjá.

Niðurstaða a. Með því að greina oxunarferli grafítoxunarferlisins var breytt Hummers aðferðin þar sem hætt var við háhitaviðbragðsstigið og grafenið var fengið með ómskoðunarflögnun og vökvahýdratminnkunarmeðferð. B.

TEM og AFM prófunarniðurstöður sýna að þykkt grafen er 0,36 nm, fjöldi laga er 3. c.

Aðferðin er örugg og einföld, framleiðslan er stór, auðvelt að stjórna, veitir hraða og einfalda, stórfellda undirbúning á þunnu pappírslaga grafeni, gefur grunn fyrir viðskiptalega notkun grafen. .