Kif huwa rqiq karta ossidu grafita u graphene preparazzjoni u karatterizzazzjoni

Auctor Iflowpower - პორტატული ელექტროსადგურის მიმწოდებელი

Is-saff tal-grafita ossidizzat qisu karta rqiqa ġie ppreparat b&39;suċċess permezz tal-metodu Hummers modifikat, u s-saff tal-grafita ta &39;ossidazzjoni bħal folja ppreparat tnaqqas bħala nanomaterjal tal-graffen b&39;idrażina. Prodotti ta &39;sinteżi minn spettroskopija infra-aħmar tat-trasformazzjoni ta&39; Fourier (FT-IR), Spettroskopija Raman (RS), Diffrazzjoni tar-raġġi X (XRD), Mikroskopju Elettroniku tal-Iskanjar (SEM), Electroractor li jittrasmetti (TEM), u Aġenzija (AFM), eċċ. L-istruttura u l-prestazzjoni huma kkaratterizzati.

Ir-riżultati juru li l-ħxuna tal-grafene hija 0.36 nm, in-numru ta &39;saffi huwa 3. Barra minn hekk, il-mekkaniżmu ta &39;reazzjoni tal-metodu Hummers modifikat kien ippreparat mill-mekkaniżmu ta&39; reazzjoni ta &39;grafita ta&39; ossidazzjoni qisha karta rqiqa, u l-proċess ta &39;reazzjoni kimika li jseħħ matul l-ossidazzjoni tal-ossidazzjoni tal-grafita ġie analizzat.

Fl-2004, GEIM et al, ippreparaw kristall-grafene atomiku bidimensjonali ġdid magħmul minn saffi atomiċi tal-karbonju ibridizzat SP2 bl-użu ta &39;metodu ta&39; tqaxxir mekkaniku. L-unità strutturali bażika tal-grafene hija ċirku ta &39;sitt wan tal-benżin, li huwa biss 0.34 nm.

Għalhekk, graphene għandu ħafna proprjetajiet tal-kimika fiżika eċċellenti, bħal 100 darba l-qawwa ta &39;l-azzar, sa 130gPa, il-mobilità tat-trasportatur tilħaq 15000 cm2 / (v · s), il-konduttività termali hija 5000W / (m · K ). Barra minn hekk, graphene għandu wkoll proprjetajiet speċjali bħal effett Sala quantum tat-temperatura tal-kamra u proprjetajiet ferromanjetiċi tat-temperatura tal-kamra. Fil-preżent, il-metodu ta &39;preparazzjoni tal-grafene huwa prinċipalment metodu ta&39; tqaxxir mikro-mekkaniku, depożizzjoni kimika tal-fwar, metodu ta &39;tnaqqis redox kimiku, metodu ta&39; tkabbir epitassjali tal-kristall u metodu tas-sħana tas-solvent.

Fost dawn, il-metodu ta &39;tqaxxir mikromekkaniku jista&39; jipprepara graphene ta &39;daqs mikron, iżda l-kontrollabbiltà hija baxxa, huwa diffiċli li tinkiseb produzzjoni fuq skala kbira. Il-metodu tat-tkabbir epitassjali tal-kristall huwa suxxettibbli għar-rikostruzzjoni minħabba l-wiċċ tal-kristall SiC, sabiex żona kbira, ħxuna tkun ugwali għal grafena waħda. Il-metodu ta &39;depożizzjoni tal-fwar kimiku (CVD) huwa sottostrat bi kristall wieħed tal-metall jew film tal-metall, li jista&39; jikber saff ta &39;folja tal-grafene ta&39; saff irqiq, iżda l-purità tal-grafene mhix għolja, u ma tistax tinkiseb produzzjoni fuq skala kbira.

Il-metodu tas-sħana tas-solvent huwa dovut għal kundizzjonijiet ħarxa bħal temperatura għolja u pressjoni għolja, u l-konduttività tal-prodott hija baxxa, u m&39;hemm l-ebda possibbiltà ta &39;produzzjoni tal-massa. Il-metodu ta &39;tnaqqis redox kimiku huwa li jipprepara graphene permezz ta&39; tqaxxir ultrasoniku u proċess ta &39;tnaqqis bil-metodu Hummers. Minħabba ċ-ċiklu ta &39;produzzjoni qasir tal-metodu, il-vantaġġi ta&39; produzzjoni sintetika għolja huma affettwati b&39;mod wiesa &39;u studji.

Matul il-metodu Hummers, il-grafita hija ppreparata, inkluża temperatura baxxa (0 ° C), temperatura medja (38 ° C) u temperatura għolja (98 ° C), u l-aġent ossidanti huwa kkonċentrat H2SO4 u KMNO4. Permezz tal-istudju tal-proċess ta &39;ossidazzjoni tal-grafita, il-metodu Hummers huwa modifikat, jiġifieri, il-perjodu ta&39; żmien li fih l-istadju ta &39;reazzjoni ta&39; temperatura medja huwa estiż, u l-istadju ta &39;reazzjoni ta&39; temperatura għolja jiġi kkanċellat. Tikkanċella l-proċess ta &39;reazzjoni ta&39; l-istadju ta &39;temperatura għolja, mhux biss tevita l-perikli ta&39; eruptiżmu kkawżati minn aċidu sulfuriku waqt reazzjonijiet ta &39;temperatura għolja, iżda wkoll tevita reazzjoni ta&39; dekompożizzjoni termali fl-istadju ta &39;temperatura għolja, tnaqqas il-grad ta&39; ossidazzjoni tal-grafita.

Fit-teorija u l-esperiment, is-saff tal-ossidu f&39;saffi jista &39;jiġi ppreparat taħt temperatura baxxa u kundizzjonijiet sikuri u stabbli. Il-grafita preparattiva tnaqqset bl-idrat idrat biex tipprepara n-nanomaterjali tal-grafita, u l-grafita tal-ossidu u l-materjal tal-grafita rqiqa preparattivi bħal karta rqiqa ġew prodotti. 1, esperiment 1.

1, grafita fuq skala tal-materja prima (granularità: 325 malja, nanoteknoloġija Co., Ltd. fl-ewwel sinjuri); aċidu sulfuriku konċentrat (95% ~ 98%); permanganat tal-potassju, nitrat tas-sodju, idroġenat (30%), aċidu idrokloriku, klorinazzjoni Barju, idrat (80%), eċċ.

jiġu analizzati. Il-mediċini ta &39;hawn fuq mhumiex imsemmija b&39;mod speċjali, u jinxtraw mill-Kumpanija tar-Reaġenti Kimiċi ta&39; Shanghai taċ-Ċina Pharmaceutical Group. Ir-reaġenti kollha ta &39;hawn fuq mhumiex immaniġġjati direttament.

1.2, preparazzjoni tal-kampjun 1) Preparazzjoni ta &39;saff tal-linka tal-ossidu bħal karta rqiqa (GO) ta&39; 230 mL (98%) aċidu sulfuriku ikkonċentrat f&39;1000 ml ta &39;tliet fliexken, taħt forza manjetika ta&39; temperatura kostanti u banju tal-ilma tas-silġ, 5.0 gnano3 u 10.

0 g Taħlitiet ta &39;grafita, tħawwad medju f&39;veloċità medja għal 30 min, sabiex titħallat. 30GKMNO4 gradwalment miżjud mat-taħlita, u tħawwad f&39;0 ° C għal 2 sigħat. It-tliet fliexken ġew imċaqalqa ġo banju ta &39;l-ilma b&39;temperatura kostanti li kien ġie aġġustat għal temperatura ta&39; madwar 38 ° C, komplew għal 30 siegħa, u r-reazzjoni tat-temperatura medja twettqet.

Wara t-temperatura tar-reazzjoni tat-temperatura medja, it-taħlita ġiet trasferita f&39;beaker ta &39;2000 ml, dilwit b&39;ilma dejonizzat sa 1000 mL, u 200 mL (5%) H2O2 ġiet miżjuda, u l-likwidu tar-reazzjoni inbidel f&39;kulur dehbi. Iċ-ċentrifugazzjoni twettqet b&39;ċentrifuga ta &39;veloċità għolja, u l-veloċità rotazzjonali kienet 4000 r / min, maħsula b&39;5% HCl pre-pre-preformat u ilma dejonizzat sakemm l-aċidu sulfuriku tal-aċidu sulfuriku fil-filtrat ġie skopert, u s-sospensjoni ġiet spostata fid-dixx li jevapora, forma 60 vacuocuite niexfa. 2) It-tnaqqis tal-graphene kien imxerred f&39;100 ml tal-linka tal-grafita li tirriżulta f&39;100 ml ta &39;soluzzjoni milwiema biex tinkiseb sospensjoni kannella-isfar, u l-kundizzjonijiet tal-ultrasound ġew imxerrda taħt flixkun bi tliet ħalq, imsaħħan sa 90 ° C, dripp 2 ml ta&39; idrat idratat, hawn ir-riżultat ġie ffiltrat taħt il-kundizzjonijiet tal-prodott idratat u ġie mħasel mill-ġdid. bosta drabi bil-metanol u l-ilma, u l-graphene kien imnixxef fuq 60 ° C.

1.3, test u karatterizzazzjoni analiżi tad-diffrazzjoni XRD bl-użu tad-diffrattometru Ġappuniż Rigaku D / MAX-RB (mira Cu, radjazzjoni Kα, λ = 0.154056 nm), firxa ta &39;skanjar 5 ° ~ 80 °; spettroskopija infra-aħmar (FT-IR) analiżi ThermonicoLET&39;s NEXUS Fourier transform spettru infra-aħmar, pilloli KBR, medda ta &39;wavelength 400 ~ 4000cm-1; L-ispettroskopija Raman (Raman) tanalizza l-ispettrometru Raman tal-laser microclassless tat-tip INVIA tal-British Renishaw, Il-firxa tar-rekord hija minn 100 sa 3200 cm-1, il-wavelength tal-lejżer huwa 785 nm, ir-riżoluzzjoni spazjali hija direzzjoni laterali 1 μm, lonġitudinali għal 1 μm; mikroskopju elettroniku tal-iskannjar (SEM) jadotta mikroskopju elettroniku tal-iskannjar S-4800 FESEM; mikroskopju elettroniku trasmissiv (TEM) jadotta qasam tat-tip JEM-2100F tal-kumpanija JEO tal-Ġappun jittrasmetti mikroskopju elettroniku ta &39;trasmissjoni b&39;riżoluzzjoni għolja; mikroskopju tas-sonda tal-iskannjar tal-forza atomika (AFM) jadotta l-mikroskopju tal-forza atomika tat-tip Nanoscope4 tal-US Veeco.

Konklużjoni a. Bl-analiżi tal-proċess ta &39;ossidazzjoni tal-proċess ta&39; ossidazzjoni tal-grafita, il-metodu Hummers modifikat li fih ġie kkanċellat l-istadju ta &39;reazzjoni ta&39; temperatura għolja, u l-grafene inkiseb permezz ta &39;tqaxxir bl-ultrasound u trattament ta&39; tnaqqis ta &39;idrat idrat. B.

Ir-riżultati tat-test TEM u AFM juru li l-ħxuna tal-grafene hija 0.36 nm, in-numru ta &39;saffi huwa 3. c.

Il-metodu huwa sikur u sempliċi, l-output huwa kbir, faċli biex tikkontrolla, jipprovdi preparazzjoni rapida u sempliċi, fuq skala kbira ta &39;grafin f&39;forma ta&39; karta rqiqa, jipprovdi pedament għall-applikazzjoni kummerċjali tal-grafin. .