மெல்லிய காகித ஆக்சைடு கிராஃபைட் மற்றும் கிராஃபீன் தயாரிப்பு மற்றும் பண்புக்கூறு எவ்வாறு உள்ளது?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Leverancier van draagbare energiecentrales

மாற்றியமைக்கப்பட்ட ஹம்மர்ஸ் முறையால் மெல்லிய காகிதம் போன்ற ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட கிராஃபைட் அடுக்கு வெற்றிகரமாக தயாரிக்கப்பட்டது, மேலும் தயாரிக்கப்பட்ட தாள் போன்ற ஆக்ஸிஜனேற்ற கிராஃபைட் அடுக்கு ஹைட்ராசினுடன் கிராஃபைன் நானோ பொருளாகக் குறைக்கப்பட்டது. ஃபோரியர் டிரான்ஸ்ஃபார்ம் அகச்சிவப்பு நிறமாலை (FT-IR), ராமன் நிறமாலை (RS), எக்ஸ்-ரே டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் (XRD), ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோப் (SEM), டிரான்ஸ்மிட்டிங் எலக்ட்ரோராக்டர் (TEM) மற்றும் ஏஜென்சி (AFM) போன்றவற்றின் தொகுப்பு தயாரிப்புகள். கட்டமைப்பு மற்றும் செயல்திறன் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன.

கிராபெனின் தடிமன் 0.36 நானோமீட்டர் என்றும், அடுக்குகளின் எண்ணிக்கை 3 என்றும் முடிவுகள் காட்டுகின்றன. கூடுதலாக, மாற்றியமைக்கப்பட்ட ஹம்மர்ஸ் முறையின் எதிர்வினை பொறிமுறையானது மெல்லிய காகிதம் போன்ற ஆக்சிஜனேற்ற கிராஃபைட்டின் எதிர்வினை பொறிமுறையால் தயாரிக்கப்பட்டது, மேலும் கிராஃபைட் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் போது நிகழும் வேதியியல் எதிர்வினை செயல்முறை பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டது.

2004 ஆம் ஆண்டில், GEIM மற்றும் பலர், இயந்திர நீக்கும் முறையைப் பயன்படுத்தி SP2 கலப்பின கார்பன் அணு அடுக்குகளைக் கொண்ட ஒரு புதிய இரு பரிமாண அணு படிக-கிராஃபீனைத் தயாரித்தனர். கிராபெனின் அடிப்படை கட்டமைப்பு அலகு பென்சீன் ஆறு யுவான் வளையமாகும், இது 0.34 நானோமீட்டர் மட்டுமே.

எனவே, கிராபெனின் பல சிறந்த இயற்பியல் வேதியியல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, அதாவது எஃகின் வலிமையை விட 100 மடங்கு, 130gPa வரை, கேரியர் இயக்கம் 15000 செ.மீ.2 / (v · s) அடையும், வெப்ப கடத்துத்திறன் 5000W / (m · K). கூடுதலாக, கிராபெனுக்கு அறை வெப்பநிலை குவாண்டம் ஹால் விளைவு மற்றும் அறை வெப்பநிலை ஃபெரோ காந்த பண்புகள் போன்ற சிறப்பு பண்புகளும் உள்ளன. தற்போது, ​​கிராபெனின் தயாரிப்பு முறை முக்கியமாக நுண்ணிய இயந்திர நீக்க முறை, வேதியியல் நீராவி படிவு, வேதியியல் ரெடாக்ஸ் குறைப்பு முறை, படிக எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி முறை மற்றும் கரைப்பான் வெப்ப முறை ஆகும்.

அவற்றில், மைக்ரோமெக்கானிக்கல் ஸ்ட்ரிப்பிங் முறையில் மைக்ரான் அளவிலான கிராபீனை தயாரிக்க முடியும், ஆனால் கட்டுப்படுத்தும் தன்மை குறைவாக இருப்பதால், பெரிய அளவிலான உற்பத்தியை அடைவது கடினம். SiC படிகத்தின் மேற்பரப்பு காரணமாக படிக எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி முறை மறுகட்டமைப்புக்கு ஆளாகிறது, இதனால் ஒரு பெரிய பரப்பளவு, ஒரு தடிமன் ஒரு கிராபெனுக்கு சமமாக இருக்கும். வேதியியல் நீராவி படிவு முறை (CVD) என்பது ஒரு உலோக ஒற்றை படிகம் அல்லது ஒரு உலோக படலம் கொண்ட அடி மூலக்கூறு ஆகும், இது ஒரு மெல்லிய அடுக்கு கிராபெனின் தாள் அடுக்கை வளர்க்க முடியும், ஆனால் கிராபெனின் தூய்மை அதிகமாக இல்லை, மேலும் பெரிய அளவிலான உற்பத்தியை அடைய முடியாது.

கரைப்பான் வெப்ப முறை அதிக வெப்பநிலை மற்றும் உயர் அழுத்தம் போன்ற கடுமையான நிலைமைகளால் ஏற்படுகிறது, மேலும் தயாரிப்பு கடத்துத்திறன் குறைவாக உள்ளது, மேலும் வெகுஜன உற்பத்திக்கான சாத்தியக்கூறு இல்லை. வேதியியல் ரெடாக்ஸ் குறைப்பு முறை என்பது ஹம்மர்ஸ் முறை மூலம் மீயொலி நீக்கம் மற்றும் குறைப்பு செயல்முறை மூலம் கிராபெனை தயாரிப்பதாகும். இந்த முறையின் குறுகிய உற்பத்தி சுழற்சி காரணமாக, அதிக செயற்கை உற்பத்தியின் நன்மைகள் பரவலாகப் பாதிக்கப்பட்டு ஆய்வுகள் செய்யப்படுகின்றன.

ஹம்மர்ஸ் முறையின் போது, ​​குறைந்த வெப்பநிலை (0 °C), நடுத்தர வெப்பநிலை (38 °C) மற்றும் அதிக வெப்பநிலை (98 °C) உள்ளிட்ட கிராஃபைட் தயாரிக்கப்படுகிறது, மேலும் ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர் செறிவூட்டப்பட்ட H2SO4 மற்றும் KMNO4 ஆகும். கிராஃபைட் ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறையின் ஆய்வின் மூலம், ஹம்மர்ஸ் முறை மாற்றியமைக்கப்படுகிறது, அதாவது, நடுத்தர வெப்பநிலை எதிர்வினை நிலை நீட்டிக்கப்பட்டு, உயர் வெப்பநிலை எதிர்வினை நிலை ரத்து செய்யப்படும் கால அளவு. அதிக வெப்பநிலை நிலையின் எதிர்வினை செயல்முறையை ரத்து செய்தல், அதிக வெப்பநிலை எதிர்வினைகளின் போது சல்பூரிக் அமிலத்தால் ஏற்படும் வெடிப்பு அபாயங்களைத் தவிர்ப்பது மட்டுமல்லாமல், அதிக வெப்பநிலை நிலையில் வெப்ப சிதைவு எதிர்வினையைத் தவிர்ப்பது, கிராஃபைட்டின் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் அளவைக் குறைத்தல்.

கோட்பாடு மற்றும் பரிசோதனையில், அடுக்கு ஆக்சைடு அடுக்கை குறைந்த வெப்பநிலை மற்றும் பாதுகாப்பான மற்றும் நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் தயாரிக்க முடியும். தயாரிப்பு கிராஃபைட்டை ஹைட்ரேட் ஹைட்ரேட்டால் குறைத்து கிராஃபீன் நானோ பொருட்களைத் தயாரித்து, தயாரிப்பு மெல்லிய காகிதம் போன்ற ஆக்சைடு கிராஃபீட் மற்றும் கிராஃபீன் பொருள் தயாரிக்கப்பட்டன. 1, பரிசோதனை 1.

1, மூலப்பொருள் அளவிலான கிராஃபைட் (கிரானுலாரிட்டி: 325 மெஷ், முதல்-நிறைந்த நானோ தொழில்நுட்ப நிறுவனம், லிமிடெட்); செறிவூட்டப்பட்ட சல்பூரிக் அமிலம் (95% ~ 98%); பொட்டாசியம் பெர்மாங்கனேட், சோடியம் நைட்ரேட், ஹைட்ரஜனேற்றப்பட்ட (30%), ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம், குளோரினேஷன் பேரியம், ஹைட்ரேட் (80%), முதலியன.

பகுப்பாய்வு செய்யப்படுகின்றன. மேற்கண்ட மருந்துகள் குறிப்பாகக் குறிப்பிடப்படவில்லை, மேலும் அவை சீனா மருந்துக் குழுமத்தின் ஷாங்காய் கெமிக்கல் ரீஜென்ட் நிறுவனத்திடமிருந்து வாங்கப்படுகின்றன. மேலே உள்ள அனைத்து வினைப்பொருட்களும் நேரடியாகக் கையாளப்படுவதில்லை.

1.2, மாதிரி தயாரிப்பு 1) 1000 மில்லி மூன்று பிளாஸ்க்குகளில் 230 மிலி (98%) செறிவூட்டப்பட்ட சல்பூரிக் அமிலத்தின் மெல்லிய காகிதம் போன்ற ஆக்சைடு மை (GO) அடுக்கு தயாரிப்பு, நிலையான வெப்பநிலை காந்த சக்தி மற்றும் பனி நீர் குளியல், 5.0 க்னானோ3 மற்றும் 10.

0 கிராம் கிராஃபைட் கலவைகளை நடுத்தர வேகத்தில் 30 நிமிடங்கள் கிளறி, கலக்கவும். கலவையில் படிப்படியாக 30GKMNO4 சேர்க்கப்பட்டு, 0°C வெப்பநிலையில் 2 மணி நேரம் கிளறப்பட்டது. மூன்று குடுவைகளும் சுமார் 38°C வெப்பநிலைக்கு சரிசெய்யப்பட்ட ஒரு நிலையான வெப்பநிலை நீர் குளியல் தொட்டிக்குள் நகர்த்தப்பட்டு, 30 மணிநேரம் தொடர்ந்தன, மேலும் நடுத்தர வெப்பநிலை எதிர்வினை மேற்கொள்ளப்பட்டது.

நடுத்தர வெப்பநிலை வினையின் வெப்பநிலைக்குப் பிறகு, கலவை 2000 மில்லி பீக்கருக்கு மாற்றப்பட்டு, அயனியாக்கம் நீக்கப்பட்ட தண்ணீரில் 1000 மில்லிக்கு நீர்த்தப்பட்டு, 200 மில்லி (5%) H2O2 சேர்க்கப்பட்டு, வினை திரவம் தங்க நிறமாக மாறியது. மையவிலக்கு ஒரு அதிவேக மையவிலக்கு மூலம் மேற்கொள்ளப்பட்டது, மேலும் சுழற்சி வேகம் 4000 r / நிமிடம் ஆகும், வடிகட்டலில் உள்ள சல்பூரிக் அமில சல்பூரிக் அமிலம் கண்டறியப்படும் வரை முன்-முன்-முன்-வரையறுக்கப்பட்ட 5% HCl மற்றும் டீயோனைஸ் செய்யப்பட்ட தண்ணீரால் கழுவப்பட்டு, ஆவியாகும் பாத்திரத்தில் இடைநீக்கம் இடம்பெயர்ந்து, 60 வெற்றிட உலர்த்தப்பட்டு, ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட கிராஃபைட்டை உருவாக்குகிறது. 2) கிராஃபீனின் குறைப்பு, 100 மில்லி கிராஃபைட் மையில் 100 மில்லி நீர் கரைசலில் சிதறடிக்கப்பட்டு, பழுப்பு-மஞ்சள் இடைநீக்கத்தைப் பெறப்பட்டது, மேலும் அல்ட்ராசவுண்ட் நிலைமைகள் மூன்று வாய் குடுவையின் கீழ் சிதறடிக்கப்பட்டு, 90 ° C க்கு சூடாக்கப்பட்டு, 2 மில்லி நீரேற்றப்பட்ட ஹைட்ரேட்டை சொட்டாக ஊற்றப்பட்டது. எதிர்வினை 24 மணிநேரத்திற்குப் பிறகு நிபந்தனைகளின் கீழ் வடிகட்டப்பட்டது, இதன் விளைவாக வரும் தயாரிப்பு மெத்தனால் மற்றும் தண்ணீரில் பல முறை கழுவப்பட்டது, மேலும் கிராஃபீன் 60 ° C க்கு மேல் உலர்த்தப்பட்டது.

1.3, ஜப்பானிய ரிகாகு D / MAX-RB டிஃப்ராக்டோமீட்டரைப் பயன்படுத்தி XRD டிஃப்ராக்ஷன் பகுப்பாய்வு (Cu இலக்கு, Kα கதிர்வீச்சு, λ = 0.154056 nm), ஸ்கேனிங் வரம்பு 5 ° ~ 80 °; அகச்சிவப்பு நிறமாலை (FT-IR) பகுப்பாய்வு தெர்மோனிகோலெட்டின் NEXUS ஃபோரியர் டிரான்ஸ்ஃபார்ம் அகச்சிவப்பு நிறமாலை, KBR மாத்திரைகள், அலைநீள வரம்பு 400 ~ 4000cm-1; ராமன் நிறமாலை (ராமன்) பிரிட்டிஷ் ரெனிஷாவின் INVIA-வகை மைக்ரோகிளாஸ்லெஸ் லேசர் ராமன் ஸ்பெக்ட்ரோமீட்டரை பகுப்பாய்வு செய்கிறது, பதிவு வரம்பு 100 முதல் 3200 செ.மீ-1 வரை, லேசர் அலைநீளம் 785 nm, இடஞ்சார்ந்த தெளிவுத்திறன் 1 μm பக்கவாட்டு திசை, நீளமானது 1 μm வரை; ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி (SEM) ஒரு S-4800 FESEM ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியை ஏற்றுக்கொள்கிறது; டிரான்ஸ்மிசிவ் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி (TEM) ஜப்பான் JEO நிறுவனமான JEM-2100F-வகை புலம் கடத்தும் உயர் தெளிவுத்திறன் கொண்ட டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியை ஏற்றுக்கொள்கிறது; அணு விசை ஸ்கேனிங் ஆய்வு நுண்ணோக்கி (AFM) அமெரிக்க வீகோவின் நானோஸ்கோப்4-வகை அணு விசை நுண்ணோக்கியை ஏற்றுக்கொள்கிறது.

முடிவுரை அ. கிராஃபைட் ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறையின் ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறையை பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம், மாற்றியமைக்கப்பட்ட ஹம்மர்ஸ் முறை, இதில் உயர் வெப்பநிலை எதிர்வினை நிலை ரத்து செய்யப்பட்டது, மேலும் அல்ட்ராசவுண்ட் உரித்தல் மற்றும் நீரேற்றப்பட்ட ஹைட்ரேட் குறைப்பு சிகிச்சை மூலம் கிராபெனைப் பெற முடிந்தது. B.

TEM மற்றும் AFM சோதனை முடிவுகள் கிராபெனின் தடிமன் 0.36 nm என்றும், அடுக்குகளின் எண்ணிக்கை 3 என்றும் காட்டுகின்றன. இ.

இந்த முறை பாதுகாப்பானது மற்றும் எளிமையானது, வெளியீடு பெரியது, கட்டுப்படுத்த எளிதானது, விரைவான மற்றும் எளிமையானது, மெல்லிய காகித வடிவ கிராபெனின் பெரிய அளவிலான தயாரிப்பை வழங்குகிறது, கிராபெனின் வணிக பயன்பாட்டிற்கான அடித்தளத்தை வழங்குகிறது. .