Preparation method and application of graphene

2022/04/08

Автор :Iflowpower –Поставщик портативных электростанций

Графен, как типичный представитель углеродных наноматериалов, вызывает широкое беспокойство ученых и очень интересует их обширная кристаллическая форма и электрические свойства. С одной стороны, представлен основной метод получения и принцип графена, с другой стороны, широкое применение графена во многих областях, таких как наноэлектронные устройства. Недорогая массовая подготовка графеновых материалов для исследования и применения графена.

Углеродные наноматериалы - это горячая точка исследований, которая широко занимается в области новых материалов в современных новых материалах, из которых углеродные нанотрубки (УНТ), графен и фуллерен являются типичными представителями углеродных наноматериалов. Поскольку они обладают превосходными и уникальными оптическими, электрическими и механическими свойствами, они имеют широкий спектр перспектив применения. Среди этих трех типичных углеродных наноматериалов двумерный графен является базовой единицей, состоящей из одномерных углеродных нанотрубок и ноль-виволирена (рис.

1), который имеет превосходную кристаллическую форму и электрические свойства. Графен широко интересовал ученых из Манчестерского университета в Англии, и его странные характеристики возбудили ученых и вызвали большой интерес к их странным характеристикам. Однослойный графен присутствует в двумерной кристаллической структуре, толщина всего 0.

334 нм, который является базовой единицей, из которой строятся другие размерные углеродистые материалы, которые могут быть обернуты, чтобы сформировать Fulrene с нулевой разрешающей способностью, свернуты, чтобы сформировать одномерную углеродную нанотрубку, образование трехмерного образования графита. Грайне — полупроводник, не имеющий энергии, с подвижностью носителей (2×105 см2/об), имеющий высокое содержание кремния, с микрометровым свободным пробегом и большой длиной когерентности при комнатной температуре, поэтому графен составляет нанометры. Идеальный материал для цепи.

Graphie обладает хорошей теплопроводностью [3000 Вт/(м·К)], высокой прочностью (110 ГПа) и большой удельной поверхностью (2630 м2/г). Эти превосходные свойства позволяют использовать графен в области наноэлектронных устройств, газовых датчиков, накопителей энергии и композитов. 1.

Метод получения графена В настоящее время метод получения графена в основном механический, восстановление окисленного графита, метод термического разложения SiC, метод роста с химическим осаждением, эпитаксиальный метод и т. Д. отслаивается от высокоориентированного графита термического крекинга (высокоориентированный графит термического крекинга) и наблюдается однослойный графен.

Максимальная ширина однослойного графена, полученного исследовательской группой GEIM, может достигать 10 мкм. Метод в основном основан на использовании кислородной плазмы для протравливания канавки шириной от 20 мкм до 2 мм, глубиной 5 мкм и ее прессования на подложке SiO2/Si, прикрепленной к фоторезисту. После прокаливания лишний графитовый лист неоднократно удаляли прозрачной лентой, а оставшийся графитовый лист, оставшийся на кремниевой пластине, замачивали в ацетоне, и большое количество воды легко очищалось в большом количестве воды, а был получен достаточно толстый лист.

Толщина менее 10 нм, эти тонкие слои в основном зависят от силы Ван Дехуа или капиллярной силы, чтобы тесно связываться с SiO2, и, наконец, выбирают толщину всего в несколько атомных толщин слоя под атомно-силовым микроскопом. Этим методом можно получить лист графена шириной в микрометры, но получить отдельный лист графена толщиной в один атомный слой непросто, а выход также очень низок, поэтому он не подходит для крупномасштабного производства и применения. . Впоследствии Мейер и соавт.

Поместили кремниевую пластину, содержащую один слой графена, методом микрокомпьютерной зачистки на протравленную металлическую раму, и кремниевая пластина подверглась коррозии кислотой, и подвешенный однослойный графен, поддерживаемый металлическим кронштейном, был успешно подготовлен. И используйте просвечивающую электронную микроскопию, чтобы наблюдать за их топографией. Они изучили, что однослойный графен представляет собой не плоскую плоскость, а уровень (5~10 нм) на плоскости, и степень морщинистости однослойных графеновых поверхностей значительно больше, чем двухслойный графен, а с графеновыми слоями Увеличение количества морщин становится все меньше и меньше, что может быть связано с тем, что однослойный графен уменьшает свою поверхностную энергию, преобразованную из двумерной трехмерной формы, и может размышлять о складках поверхности графена. Необходимое условие, воздействие складок на поверхность графена подлежит дальнейшему изучению.

Метод микромеханической очистки позволяет получать высококачественный графен, но имеет низкий выход и высокую стоимость, не отвечает требованиям индустриализации и масштабного производства и может использоваться только в качестве лабораторного мелкосерийного препарата. 1.2, метод химического осаждения из паровой фазы Метод химического осаждения из паровой фазы представляет собой метод подготовки полупроводниковых тонкопленочных материалов в крупномасштабной индустриализации.

Метод CVD относится к химической реакции реакционного вещества в газообразных условиях и создает поверхность твердого материала, осажденного в нагретой твердой матрице, которая, в свою очередь, имеет процесс твердого материала. Его производственный процесс очень совершенен, и он также стал способом получения графена исследователями. Метод химического осаждения из паровой фазы (CVD) обеспечивает эффективный метод контроля графена, который отличается от получения УНТ, подготовки гранулированного катализатора при приготовлении гранулированных катализаторов методом CVD, который представляет собой плоскую подложку (например, металлическую пленку, металлическую одинарную кристалл The et al.

В прекурсоре, разлагающемся при высокой температуре (например, в метане, этилене и т.

) в атмосфере путем высокотемпературного отжига, осаждения атома углерода с образованием графена и, наконец, получения независимого графена путем химической коррозии. кусок. Выбирая тип подложки, температуру роста, исходный поток, такой как скорость роста, толщина, площадь и т. д.

), этот метод успешно подготовил однослойный или многослойный графен площадью квадратный сантиметр. Наибольшим преимуществом является то, что листы графена имеют большую площадь. 1.

3, метод эпитаксиального роста обычно заключается в нагревании поверхности монокристалла 6H-SiC, деретировании атомов Si (поверхность 0001) для получения графена. Сначала выполняется поверхность монокристалла 6H-SiC, предварительно обрабатывается травление H2, а поверхностный оксид удаляется при температуре 1000 ° C в сверхвысоком вакууме (1,33 × 10-8 Па), и оксид подтверждается Оже-электронная спектроскопия.

После полного удаления образец нагревают до температуры от 1250 до 1450°С и температуры от 10 до 20 минут, а толщина полученного графенового листа в основном определяется температурой этого этапа, и этим методом можно приготовить от 1 до 2 углеродных атомные слои. Толстый графен, но поскольку структура поверхности кристалла SiC более сложная, трудно получить большую площадь, толщина представляет собой графен. БЕРГЕР и др.

Использует метод подготовки однослойного и многослойного графена и изучения его характеристик. По сравнению с графеном, полученным методом механической зачистки, графен, полученный методом эпитаксиального роста, демонстрирует высокую подвижность носителей заряда, но наблюдается квантовый эффект Холла. 1.

4, электрохимический метод LiU и др., графен получают электрохимическим окислением графитового стержня. Они вставили два высокочистых графитовых стержня в водный раствор, содержащий ионные жидкости, и управляющее напряжение подверглось коррозии от 10 до 20 В, 30 мин, а катионное катодное восстановление в ионной жидкости образовало свободные радикалы, а лист графена π- электрон связывается с образованием функционализированного графенового листа ионной жидкости, и, наконец, черный осадок в электролизере с безводным этанолом, и графен может быть получен при 60°С в течение 2 ч. Этот метод может быть получен из графена, функционализированного ионной жидкостью, но подготовленный лист графена больше, чем толщина моногена.

1.5, метод органического синтеза Qian et al. Работа с органическими синтетическими наноуглеродами графена с определяющими структурами.

Они были использованы в качестве мономеров с использованием тетрабромидов (тетрабром-пеленбисимидов), которые могут протекать в реакции сочетания полимеров при активации меди и L-пролина, и были получены различные размеры параллельного иммина, высокоэффективного химического синтеза графена, содержащего нано- содержащие-содержащие группы; они также разделили два изомера три-три-сифилимида с помощью высокоэффективных жидких фаз и в сочетании с теоретическим расчетом дополнительно прояснили их структуру. 2, применение графена Графен включает в себя превосходный перенос электронов, оптическую связь, электромагнитное поле, термодинамику и т. д., поэтому в наноэлектронных устройствах, высокопроизводительных жидкокристаллических материалах для отображения, солнечных элементах, материалах с полевой эмиссией, газовых датчиках, энергетике Широкое применение в поля хранения.

2.1, прозрачный электрод, промышленно выпускаемые прозрачные пленочные материалы, представляют собой оксид индия и олова (ITO), из-за ограниченного содержания на земле цены дорогие, особенно токсичные, поэтому они ограничены. Как новая звезда качества углерода, графен считается альтернативным материалом оксида индия и олова, а графен прост и недорог, что является преимуществом простоты и низкой стоимости.

Ровная дорога. Исследовательская группа Маллена осадила термостат методом пропитки, сопротивление пленки составило 900 Ом, коэффициент пропускания света составил 70%, пленка превратилась в положительный электрод солнечного элемента с красителем, а эффективность преобразования энергии солнечного элемента составил 0,26%.

В 2009 году исследовательская группа изготовила источник возвратного газа и углерода с использованием ацетилена, а графен был получен методом высокотемпературного восстановления, что обеспечило возможность использования графена в качестве материала-заменителя проводящего стекла. 2.2, сенсорная электрохимическая сенсорная технология сочетает в себе информационные технологии и биотехнологии, включая такие междисциплинарные области, как химия, биология, физика и электроника.

После появления графена исследователи обнаружили, что графен обеспечивает двумерную среду и быстрый многофазный перенос электронов на краевой части, что делает его идеальным материалом для электрохимических сенсоров студентов. Графен, приготовленный CHEN, используется в качестве материала электрода датчика, а низкая концентрация NO2 может быть обнаружена при комнатной температуре. Авторы считают, что если качество графена будет дополнительно улучшено, чувствительность датчика к обнаружению газа может быть улучшена. Гостен демонстрирует потенциал, отличный от других материалов в датчике, так что все больше и больше медицинских работников обеспокоены им, а современный графен также используется в медицинском обнаружении дофамина, глюкозы и т. д.

2.3, Суперконденсатор Суперконденсатор представляет собой эффективную систему хранения и передачи энергии, которая обладает такими преимуществами, как высокая плотность мощности, большая емкость, длительный срок службы, экономичная защита окружающей среды и широко используется в различных источниках питания. Graphie имеет высокую удельную площадь поверхности и высокую электропроводность, в отличие от распределения пористого углеродного материала, на который полагаются электроды, что делает его наиболее потенциальным электродным материалом.

CHEN и др., удельная мощность суперконденсатора, изготовленного из графенового электродного материала, составляет 10 кВт/кг, плотность энергии составляет 28,5 Вт/кг, максимальный удельный конденсатор составляет 205F/г, а коэффициент 90% сохраняется после 1200 циклических испытаний на зарядку и разрядку. Конденсатор имеет более длительный срок службы. Потенциал графена в суперконденсаторе должен волновать больше исследователей.

2.4, композитный графен, физические, химические и механические свойства обеспечивают основную силу для разработки композитов, и желательно открыть много новых приложений, таких как новые проводящие полимерные материалы, многофункциональные полимерные композиты и высокопрочная пористая керамика. Материал и т. д.

Fan et al., получена графен с высокой удельной поверхностью и высокой подвижностью электронов, а комплекс имеет конденсатор с высоким отношением (1046F / g), намного больший, чем у чистого поли. Коэффициент бейламидиновой емкости 115ф/г. Добавление графена увеличивает многофункциональность композита и производительность обработки композитного материала, обеспечивает более широкую область применения композитных материалов.

3, вывод, вывод, графен используется в качестве нового двумерного углеродного материала с превосходным транспортом электронов, оптической связью, электромагнитным полем, термодинамикой и механикой и т. д., в наноэлектронных устройствах, высокопроизводительных жидкокристаллических материалах для отображения , солнечная энергия Аккумуляторы, материалы для запуска в полевых условиях, датчики газа и накопители энергии широко используются в полевых условиях, поэтому они становятся горячими точками исследований в стране и за рубежом. Недорогая массовая подготовка графеновых материалов для исследования и применения графена.

.

СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ
Просто сообщите нам ваши требования, мы можем сделать больше, чем вы можете себе представить.
Отправить запрос
Chat with Us

Отправить запрос

Выберите другой язык
English
العربية
Deutsch
Español
français
italiano
日本語
한국어
Português
русский
简体中文
繁體中文
Afrikaans
አማርኛ
Azərbaycan
Беларуская
български
বাংলা
Bosanski
Català
Sugbuanon
Corsu
čeština
Cymraeg
dansk
Ελληνικά
Esperanto
Eesti
Euskara
فارسی
Suomi
Frysk
Gaeilgenah
Gàidhlig
Galego
ગુજરાતી
Hausa
Ōlelo Hawaiʻi
हिन्दी
Hmong
Hrvatski
Kreyòl ayisyen
Magyar
հայերեն
bahasa Indonesia
Igbo
Íslenska
עִברִית
Basa Jawa
ქართველი
Қазақ Тілі
ខ្មែរ
ಕನ್ನಡ
Kurdî (Kurmancî)
Кыргызча
Latin
Lëtzebuergesch
ລາວ
lietuvių
latviešu valoda‎
Malagasy
Maori
Македонски
മലയാളം
Монгол
मराठी
Bahasa Melayu
Maltese
ဗမာ
नेपाली
Nederlands
norsk
Chicheŵa
ਪੰਜਾਬੀ
Polski
پښتو
Română
سنڌي
සිංහල
Slovenčina
Slovenščina
Faasamoa
Shona
Af Soomaali
Shqip
Српски
Sesotho
Sundanese
svenska
Kiswahili
தமிழ்
తెలుగు
Точики
ภาษาไทย
Pilipino
Türkçe
Українська
اردو
O'zbek
Tiếng Việt
Xhosa
יידיש
èdè Yorùbá
Zulu
Текущий язык:русский