Kumaha ipis kertas oksida grafit jeung graphene préparasi jeung characterization

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Pārnēsājamas spēkstacijas piegādātājs

Lapisan grafit teroksidasi kawas kertas ipis ieu hasil disiapkeun ku métode Hummers dirobah, sarta lapisan grafit oksidasi lambar-kawas disiapkeun diréduksi jadi nanomaterial graphene kalawan hydrazine a. Produk sintésis ku Fourier transform spéktroskopi infra red (FT-IR), Raman Spectroscopy (RS), X-ray Difraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM), Transmitting Electroractor (TEM), and Agency (AFM), jsb. Struktur jeung kinerja dicirikeun.

Hasilna nunjukkeun yén ketebalan graphene nyaéta 0,36 nm, jumlah lapisanna nyaéta 3. Sajaba ti éta, mékanisme réaksi tina metoda Hummers dirobah ieu disiapkeun ku mékanisme réaksi grafit oksidasi kertas-kawas ipis, sarta prosés réaksi kimiawi lumangsung salila oksidasi tina oksidasi grafit dianalisis.

Taun 2004, GEIM dkk, nyiapkeun kristal-grafina atom dua diménsi anyar anu diwangun ku lapisan atom karbon hibridisasi SP2 ngagunakeun métodeu stripping mékanis. Unit struktural dasar graphene nyaéta cingcin genep yuan bénzéna, nu ngan 0,34 nm.

Ku alatan éta, graphene ngabogaan loba sipat kimia fisik alus teuing, kayaning 100 kali kakuatan baja, nepi ka 130gPa, mobilitas carrier ngahontal 15000 cm2 / (v · s), konduktivitas termal 5000W / (m · K). Sajaba ti éta, graphene ogé mibanda sipat husus kayaning pangaruh Hall kuantum suhu kamar sarta sipat ferromagnetic suhu kamar. Ayeuna, métode persiapan graphene utamana métode stripping mikro-mékanis, déposisi uap kimiawi, métode rédoks kimiawi, métode pertumbuhan epitaxial kristal jeung métode panas pangleyur.

Di antarana, metoda stripping micromechanical bisa nyiapkeun graphene ukuran micron, tapi controllability nyaeta low, hese pikeun ngahontal produksi badag skala. Metodeu tumuwuhna epitaxial kristal téh rawan rekonstruksi alatan beungeut kristal SiC, ku kituna wewengkon badag, ketebalan sarua jeung hiji graphene. Métode déposisi uap kimia (CVD) nyaéta substrat sareng kristal tunggal logam atanapi pilem logam, anu tiasa tumuwuh lapisan lambar graphene lapisan ipis, tapi kamurnian graphene henteu luhur, sareng produksi skala ageung henteu tiasa dihontal.

Metodeu panas pangleyur téh alatan kaayaan kasar kayaning suhu luhur sarta tekanan tinggi, sarta konduktivitas produk low, sarta euweuh kamungkinan produksi masal. Métode réduksi rédoks kimia nyaéta nyiapkeun graphene ku cara ngupasan ultrasonik sareng prosés réduksi ku metode Hummers. Kusabab siklus produksi pondok tina metoda, kaunggulan produksi sintétik tinggi loba kapangaruhan sarta studi.

Salila métode Hummers, grafit geus disiapkeun, kaasup hawa low (0 ° C), hawa sedeng (38 ° C) jeung suhu luhur (98 ° C), sarta agén pangoksidasi kentel H2SO4 na KMNO4. Ngaliwatan ulikan ngeunaan prosés oksidasi grafit, métode Hummers dirobah, nyaeta, periode waktu dimana tahap réaksi suhu sedeng diperpanjang, sarta tahap réaksi suhu luhur dibatalkeun. Ngabolaykeun prosés réaksi tina tahap suhu luhur, teu ngan Ngahindarkeun bahya bitu disababkeun ku asam sulfat salila réaksi suhu luhur, tapi ogé Ngahindarkeun réaksi dékomposisi termal dina tahap suhu luhur, ngurangan darajat oksidasi grafit.

Dina téori jeung percobaan, lapisan oksida lapisan bisa disiapkeun dina suhu lemah sareng kaayaan aman tur stabil. The grafit preparative ieu diréduksi ku hidrat hidrat pikeun nyiapkeun graphene nanomaterials, sarta preparative ipis kertas-kawas grafit oksida jeung bahan graphene dihasilkeun. 1, percobaan 1.

1, grafit skala bahan baku (granularity: 325 bolong, munggaran-euyeub nanotéhnologi Co., Ltd.); asam sulfat pekat (95% ~ 98%); kalium permanganat, natrium nitrat, hidrogénasi (30%), asam hidroklorat, klorinasi Barium, hidrat (80%), jsb.

dianalisis. Obat-obatan di luhur henteu disebatkeun sacara khusus, sareng aranjeunna dipésér ti Shanghai Chemical Reagent Company of China Pharmaceutical Group. Sadaya réagen di luhur henteu diurus langsung.

1.2, persiapan sampel 1) Ipis kertas-kawas tinta oksida (GO) lapisan persiapan 230 ml (98%) asam sulfat pekat dina 1000 ml tilu flasks, dina suhu konstan gaya magnét jeung és mandi cai, 5.0 gnano3 jeung 10.

0 g Campuran grafit, aduk sedeng dina speed sedeng pikeun 30 mnt, meh dicampurkeun. 30GKMNO4 saeutik demi saeutik ditambahkeun kana campuran, sarta aduk dina 0 ° C salila 2 h. Tilu flasks dipindahkeun kana mandi cai suhu konstan anu geus disaluyukeun kana suhu sabudeureun 38 ° C, terus salila 30 h, sarta réaksi hawa sedeng dilaksanakeun.

Saatos suhu réaksi suhu sedeng, campuran dialihkeun kana gelas beaker 2000 ml, éncér sareng cai deionisasi dugi ka 1000 ml, sareng 200 mL (5%) H2O2 ditambah, sareng cairan réaksi janten warna emas. Centrifugation ieu dilumangsungkeun ku centrifuge-speed tinggi, sarta speed rotational éta 4000 r / mnt, dikumbah ku pre-pre-pre-preformed 5% HCl jeung cai deionized nepi ka asam sulfat asam sulfat dina filtrate ieu kauninga, sarta gantung ieu lunta dina vacuum vacuum, drying 60. 2) Ngurangan graphene ieu dispersed dina 100 ml tinta grafit dihasilkeun dina 100 ml leyuran cai pikeun ménta gantung coklat-konéng, jeung kaayaan ultrasound anu dispersed handapeun flask tilu-sungut, dipanaskeun nepi ka 90 ° C, netes 2 ml hidrasi hydrate, di dieu, sanggeus héd produk ieu sababaraha kali, sanggeus 2 kali réaksi ieu disaring. kalawan métanol jeung cai, sarta graphene ieu garing leuwih 60 ° C.

1.3, test jeung characterization XRD analisis difraksi ngagunakeun Japanese Rigaku D / MAX-RB diffractometer (target Cu, radiasi Kα, λ = 0.154056 nm), rentang scanning 5 ° ~ 80 °; analisis spéktroskopi infra red (FT-IR) ThermonicoLET&39;s NEXUS Fourier transform spéktrum infra red, tablet KBR, rentang panjang gelombang 400 ~ 4000cm-1; Raman spéktroskopi (Raman) nganalisa INVIA-tipe laser microclassless Raman spéktrométer Britania Renishaw, The rentang catetan nyaeta ti 100 nepi ka 3200 cm-1, panjang gelombang laser nyaeta 785 nm, resolusi spasial nyaeta 1 μm arah gurat, longitudinal mun 1 μm; scanning mikroskop éléktron (SEM) adopts a S-4800 FESEM scanning mikroskop éléktron; mikroskop éléktron transmissive (TEM) adopts Japan JEO parusahaan JEM-2100F-tipe widang ngirimkeun-resolusi luhur transmisi mikroskop éléktron; mikroskop gaya atom scanning usik (AFM) adopts US Veeco urang Nanoscope4-tipe mikroskop gaya atom.

Kacindekan a. Ku analisa prosés oksidasi tina prosés oksidasi grafit, métode Hummers dirobah nu mana tahap réaksi suhu luhur ieu dibolaykeun, sarta graphene ieu dicandak ku ultrasound peeling jeung hydrated perlakuan réduksi hidrat. B.

Hasil tés TEM sareng AFM nunjukkeun yén ketebalan graphene nyaéta 0,36 nm, jumlah lapisanna 3. c.

Metoda ieu aman tur basajan, kaluaran téh badag, gampang pikeun ngadalikeun, nyadiakeun gancang tur basajan, préparasi badag skala graphene kertas ngawangun ipis, nyadiakeun yayasan pikeun aplikasi komérsial graphene. .