Kā notiek plānā papīra oksīda grafīta un grafēna sagatavošana un raksturojums

Author: Iflowpower - Fornitur Portable Power Station

Plānais papīra veida oksidētais grafīta slānis tika veiksmīgi sagatavots ar modificētu Hummers metodi, un sagatavotais lokšņveida oksidācijas grafīta slānis tika reducēts kā grafēna nanomateriāls ar hidrazīnu. Sintēzes produkti ar Furjē transformācijas infrasarkano spektroskopiju (FT-IR), Ramana spektroskopiju (RS), rentgenstaru difrakciju (XRD), skenējošo elektronu mikroskopu (SEM), raidošo elektrotraktoru (TEM) un aģentūru (AFM) utt. Tiek raksturota struktūra un veiktspēja.

Rezultāti liecina, ka grafēna biezums ir 0,36 nm, slāņu skaits ir 3. Turklāt modificētās Hummers metodes reakcijas mehānisms tika sagatavots ar plāna papīra veida oksidācijas grafīta reakcijas mehānismu un tika analizēts ķīmiskās reakcijas process, kas notiek grafīta oksidācijas oksidācijas laikā.

2004. gadā GEIM et al sagatavoja jaunu divdimensiju atomu kristāla grafēnu, kas sastāv no SP2 hibridizētiem oglekļa atomu slāņiem, izmantojot mehāniskās noņemšanas metodi. Grafēna pamatstruktūrvienība ir benzola sešu juaņu gredzens, kas ir tikai 0,34 nm.

Tāpēc grafēnam ir daudz izcilu fizikāli ķīmisko īpašību, piemēram, 100 reižu lielāka tērauda stiprība, līdz 130gPa, nesēja mobilitāte sasniedz 15000 cm2/(v · s), siltumvadītspēja ir 5000W/(m · K ). Turklāt grafēnam ir arī īpašas īpašības, piemēram, istabas temperatūras kvantu Hola efekts un istabas temperatūras feromagnētiskās īpašības. Pašlaik grafēna sagatavošanas metode galvenokārt ir mikromehāniskā noņemšanas metode, ķīmiskā tvaiku pārklāšana, ķīmiskā redoksu samazināšanas metode, kristāla epitaksiālās augšanas metode un šķīdinātāja siltuma metode.

Tostarp mikromehāniskās noņemšanas metode var sagatavot mikronu izmēra grafēnu, taču vadāmība ir zema, ir grūti sasniegt liela mēroga ražošanu. Kristālu epitaksiālās augšanas metode ir pakļauta rekonstrukcijai SiC kristāla virsmas dēļ, tā ka liela platība, biezums ir vienāds ar vienu grafēnu. Ķīmiskā tvaiku pārklāšanas metode (CVD) ir substrāts ar metāla monokristālu vai metāla plēvi, kas var izaudzēt plānslāņa grafēna loksnes slāni, bet grafēna tīrība nav augsta, un liela mēroga ražošanu nevar sasniegt.

Šķīdinātāja siltuma metode ir saistīta ar skarbiem apstākļiem, piemēram, augstu temperatūru un augstu spiedienu, un produkta vadītspēja ir zema, un nav iespējama masveida ražošana. Ķīmiskā redoksu samazināšanas metode ir grafēna sagatavošana ar ultraskaņas atdalīšanas un reducēšanas procesu ar Hummers metodi. Sakarā ar metodes īso ražošanas ciklu, augstas sintētiskās ražošanas priekšrocības tiek plaši ietekmētas un pētījumi.

Izmantojot Hummers metodi, tiek sagatavots grafīts, ieskaitot zemu temperatūru (0 ° C), vidēju temperatūru (38 ° C) un augstu temperatūru (98 ° C), un oksidētājs ir koncentrēts H2SO4 un KMNO4. Izpētot grafīta oksidācijas procesu, Hummers metode tiek modificēta, tas ir, laika periods, kurā tiek pagarināts vidējas temperatūras reakcijas posms un tiek atcelts augstas temperatūras reakcijas posms. Augstas temperatūras stadijas reakcijas procesa atcelšana, ne tikai izvairoties no sērskābes izraisītiem izvirduma draudiem augstas temperatūras reakciju laikā, bet arī izvairoties no termiskās sadalīšanās reakcijas augstas temperatūras stadijā, samazinot grafīta oksidācijas pakāpi.

Teorijā un eksperimentā slāņaino oksīda slāni var sagatavot zemā temperatūrā un drošos un stabilos apstākļos. Preparatīvo grafītu reducēja ar hidrāta hidrātu, lai sagatavotu grafēna nanomateriālus, un tika iegūts sagatavojošais plāns papīram līdzīgs oksīda grafīts un grafēna materiāls. 1, eksperiments 1.

1, izejmateriālu mēroga grafīts (granulitāte: 325 acs, pirmās bagātās nanotehnoloģijas Co., Ltd.); koncentrēta sērskābe (95% ~ 98%); kālija permanganāts, nātrija nitrāts, hidrogenēts (30%), sālsskābe, hlorēšana Bārijs, hidrāts (80%) utt.

tiek analizēti. Iepriekš minētās zāles nav īpaši minētas, un tās iegādājas no Ķīnas farmācijas grupas Shanghai Chemical Reagent Company. Visi iepriekš minētie reaģenti netiek tieši apstrādāti.

1.2, parauga sagatavošana 1) Plānas papīram līdzīgas oksīda tintes (GO) slāņa sagatavošana ar 230 ml (98%) koncentrētas sērskābes 1000 ml trīs kolbās, nemainīgas temperatūras magnētiskā spēka un ledus ūdens vannā, 5,0 gnano3 un 10.

0 g Grafīta maisījumi, maisīšanas vidē ar vidēju ātrumu 30 min, lai tas būtu samaisīts. Maisījumam pakāpeniski pievieno 30GKMNO4 un maisot 0 °C 2 stundas. Trīs kolbas ievietoja nemainīgas temperatūras ūdens vannā, kas bija noregulēta līdz aptuveni 38 °C temperatūrai, turpināja 30 stundas, un tika veikta vidēja temperatūras reakcija.

Pēc vidējas temperatūras reakcijas temperatūras maisījumu pārnesa 2000 ml vārglāzē, atšķaida ar dejonizētu ūdeni līdz 1000 ml, pievienoja 200 ml (5%) H2O2, un reakcijas šķidrums kļuva zeltainā krāsā. Centrifugēšana tika veikta ar ātrgaitas centrifūgu, kuras rotācijas ātrums bija 4000 apgr./min, mazgāta ar iepriekš sagatavotu 5% HCl un dejonizētu ūdeni, līdz tika konstatēta sērskābe sērskābe filtrātā, un suspensija tika pārvietota iztvaicēšanas traukā, kas ir vakuums, oksidēts, 60 grafīts. 2) Grafēna reducēšana tika disperģēta 100 ml iegūtās grafīta tintes 100 ml ūdens šķīduma, lai iegūtu brūni dzeltenu suspensiju, un ultraskaņas apstākļi tika izkliedēti trīs mutes kolbā, uzkarsēti līdz 90 ° C, pilināti 2 ml hidratēta hidrāta, un pēc tam tika filtrēts 2 stundas. ar metanolu un ūdeni, un grafēns tika žāvēts virs 60 ° C.

1.3, tests un raksturojums XRD difrakcijas analīze, izmantojot japāņu Rigaku D / MAX-RB difraktometru (Cu mērķis, Kα starojums, λ = 0,154056 nm), skenēšanas diapazons 5 ° ~ 80 °; infrasarkanās spektroskopijas (FT-IR) analīze ThermonicoLET&39;s NEXUS Furjē pārveido infrasarkano spektru, KBR tabletes, viļņu garuma diapazons 400 ~ 4000cm-1; Ramana spektroskopija (Raman) analizē INVIA tipa bezklases lāzera Ramana spektrometru no British Renishaw, ieraksta diapazons ir no 100 līdz 3200 cm-1, lāzera viļņa garums ir 785 nm, telpiskā izšķirtspēja ir 1 μm sānu virzienā, gareniski līdz 1 μm; skenējošais elektronu mikroskops (SEM) izmanto skenējošo elektronu mikroskopu S-4800 FESEM; Transmisīvais elektronu mikroskops (TEM) izmanto Japānas JEO uzņēmuma JEM-2100F tipa lauka pārraides augstas izšķirtspējas transmisijas elektronu mikroskopu; Atomu spēku skenēšanas zondes mikroskops (AFM) izmanto ASV Veeco Nanoscope4 tipa atomu spēka mikroskopu.

Secinājums a. Analizējot grafīta oksidācijas procesa oksidācijas procesu, modificētā Hummers metode, kurā tika atcelta augstas temperatūras reakcijas stadija, un grafēns tika iegūts ar ultraskaņas pīlingu un hidratētā hidrāta reducēšanas apstrādi. B.

TEM un AFM testa rezultāti liecina, ka grafēna biezums ir 0,36 nm, slāņu skaits ir 3. c.

Metode ir droša un vienkārša, izlaide ir liela, viegli vadāma, nodrošina ātru un vienkāršu, liela mēroga plāna papīra formas grafēna sagatavošanu, nodrošina pamatu grafēna komerciālai izmantošanai. .