సన్నని కాగితం ఆక్సైడ్ గ్రాఫైట్ మరియు గ్రాఫేన్ తయారీ మరియు వర్గీకరణ ఎలా ఉంటుంది?

Author: Iflowpower - Fornitur Portable Power Station

సన్నని కాగితం లాంటి ఆక్సిడైజ్డ్ గ్రాఫైట్ పొరను సవరించిన హమ్మర్స్ పద్ధతి ద్వారా విజయవంతంగా తయారు చేశారు, మరియు తయారుచేసిన షీట్ లాంటి ఆక్సీకరణ గ్రాఫైట్ పొరను హైడ్రాజైన్‌తో గ్రాఫేన్ నానోమెటీరియల్‌గా తగ్గించారు. ఫోరియర్ ట్రాన్స్‌ఫార్మ్ ఇన్‌ఫ్రారెడ్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (FT-IR), రామన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (RS), ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్ (XRD), స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్ (SEM), ట్రాన్స్‌మిటింగ్ ఎలక్ట్రోరాక్టర్ (TEM), మరియు ఏజెన్సీ (AFM) మొదలైన వాటి ద్వారా సంశ్లేషణ ఉత్పత్తులు. నిర్మాణం మరియు పనితీరు వర్గీకరించబడ్డాయి.

ఫలితాలు గ్రాఫేన్ మందం 0.36 nm, పొరల సంఖ్య 3 అని చూపిస్తున్నాయి. అదనంగా, సవరించిన హమ్మర్స్ పద్ధతి యొక్క ప్రతిచర్య యంత్రాంగం సన్నని కాగితం లాంటి ఆక్సీకరణ గ్రాఫైట్ యొక్క ప్రతిచర్య విధానం ద్వారా తయారు చేయబడింది మరియు గ్రాఫైట్ ఆక్సీకరణ సమయంలో సంభవించే రసాయన ప్రతిచర్య ప్రక్రియను విశ్లేషించారు.

2004లో, GEIM మరియు ఇతరులు, మెకానికల్ స్ట్రిప్పింగ్ పద్ధతిని ఉపయోగించి SP2 హైబ్రిడైజ్డ్ కార్బన్ అణు పొరలతో కూడిన కొత్త ద్విమితీయ అణు క్రిస్టల్-గ్రాఫేన్‌ను తయారు చేశారు. గ్రాఫేన్ యొక్క ప్రాథమిక నిర్మాణ యూనిట్ బెంజీన్ సిక్స్ యువాన్ రింగ్, ఇది కేవలం 0.34 nm మాత్రమే.

అందువల్ల, గ్రాఫేన్ అనేక అద్భుతమైన భౌతిక రసాయన లక్షణాలను కలిగి ఉంది, ఉదాహరణకు ఉక్కు కంటే 100 రెట్లు బలం, 130gPa వరకు, క్యారియర్ మొబిలిటీ 15000 cm2 / (v · s) చేరుకుంటుంది, ఉష్ణ వాహకత 5000W / (m · K). అదనంగా, గ్రాఫేన్ గది ఉష్ణోగ్రత క్వాంటం హాల్ ఎఫెక్ట్ మరియు గది ఉష్ణోగ్రత ఫెర్రో అయస్కాంత లక్షణాలు వంటి ప్రత్యేక లక్షణాలను కూడా కలిగి ఉంది. ప్రస్తుతం, గ్రాఫేన్ తయారీ పద్ధతి ప్రధానంగా మైక్రో-మెకానికల్ స్ట్రిప్పింగ్ పద్ధతి, రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ, రసాయన రెడాక్స్ తగ్గింపు పద్ధతి, క్రిస్టల్ ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదల పద్ధతి మరియు ద్రావణి ఉష్ణ పద్ధతి.

వాటిలో, మైక్రోమెకానికల్ స్ట్రిప్పింగ్ పద్ధతి మైక్రాన్ పరిమాణంలో గ్రాఫేన్‌ను తయారు చేయగలదు, కానీ నియంత్రణ తక్కువగా ఉంటుంది, పెద్ద ఎత్తున ఉత్పత్తిని సాధించడం కష్టం. SiC క్రిస్టల్ యొక్క ఉపరితలం కారణంగా క్రిస్టల్ ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ పద్ధతి పునర్నిర్మాణానికి అవకాశం ఉంది, తద్వారా ఒక పెద్ద ప్రాంతం, ఒక మందం ఒక గ్రాఫేన్‌కు సమానం. రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ పద్ధతి (CVD) అనేది ఒక మెటల్ సింగిల్ క్రిస్టల్ లేదా మెటల్ ఫిల్మ్‌తో కూడిన ఉపరితలం, ఇది సన్నని పొర గ్రాఫేన్ షీట్ పొరను పెంచుతుంది, కానీ గ్రాఫేన్ స్వచ్ఛత ఎక్కువగా ఉండదు మరియు పెద్ద ఎత్తున ఉత్పత్తిని సాధించలేము.

ద్రావణి వేడి పద్ధతి అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు అధిక పీడనం వంటి కఠినమైన పరిస్థితుల కారణంగా ఉంటుంది మరియు ఉత్పత్తి వాహకత తక్కువగా ఉంటుంది మరియు భారీ ఉత్పత్తికి అవకాశం లేదు. రసాయన రెడాక్స్ తగ్గింపు పద్ధతి అంటే హమ్మర్స్ పద్ధతి ద్వారా అల్ట్రాసోనిక్ స్ట్రిప్పింగ్ మరియు తగ్గింపు ప్రక్రియ ద్వారా గ్రాఫేన్‌ను తయారు చేయడం. ఈ పద్ధతి యొక్క ఉత్పత్తి చక్రం తక్కువగా ఉండటం వలన, అధిక సింథటిక్ ఉత్పత్తి యొక్క ప్రయోజనాలు విస్తృతంగా ప్రభావితమవుతాయి మరియు అధ్యయనాలు కూడా జరుగుతున్నాయి.

హమ్మర్స్ పద్ధతిలో, గ్రాఫైట్ తక్కువ ఉష్ణోగ్రత (0 ° C), మధ్యస్థ ఉష్ణోగ్రత (38 ° C) మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత (98 ° C) తో తయారు చేయబడుతుంది మరియు ఆక్సీకరణ కారకం H2SO4 మరియు KMNO4 గాఢంగా ఉంటుంది. గ్రాఫైట్ ఆక్సీకరణ ప్రక్రియ అధ్యయనం ద్వారా, హమ్మర్స్ పద్ధతి సవరించబడింది, అంటే, మధ్యస్థ ఉష్ణోగ్రత ప్రతిచర్య దశ పొడిగించబడిన కాల వ్యవధి మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత ప్రతిచర్య దశ రద్దు చేయబడింది. అధిక ఉష్ణోగ్రత దశ యొక్క ప్రతిచర్య ప్రక్రియను రద్దు చేయడం, అధిక ఉష్ణోగ్రత ప్రతిచర్యల సమయంలో సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం వల్ల కలిగే విస్ఫోటన ప్రమాదాలను నివారించడమే కాకుండా, అధిక ఉష్ణోగ్రత దశలో ఉష్ణ కుళ్ళిపోయే ప్రతిచర్యను నివారించడం, గ్రాఫైట్ యొక్క ఆక్సీకరణ స్థాయిని తగ్గించడం.

సిద్ధాంతం మరియు ప్రయోగంలో, లేయర్డ్ ఆక్సైడ్ పొరను తక్కువ ఉష్ణోగ్రత మరియు సురక్షితమైన మరియు స్థిరమైన పరిస్థితులలో తయారు చేయవచ్చు. గ్రాఫేన్ సూక్ష్మ పదార్ధాలను తయారు చేయడానికి హైడ్రేట్ హైడ్రేట్ ద్వారా ప్రిపరేటివ్ గ్రాఫైట్‌ను తగ్గించారు మరియు ప్రిపరేటివ్ సన్నని కాగితం లాంటి ఆక్సైడ్ గ్రాఫైట్ మరియు గ్రాఫేన్ పదార్థం ఉత్పత్తి చేయబడ్డాయి. 1, ప్రయోగం 1.

1, ముడి పదార్థ స్కేల్ గ్రాఫైట్ (గ్రాన్యులారిటీ: 325 మెష్, ఫస్ట్-రిచ్ నానోటెక్నాలజీ కో., లిమిటెడ్); సాంద్రీకృత సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం (95% ~ 98%); పొటాషియం పర్మాంగనేట్, సోడియం నైట్రేట్, హైడ్రోజనేటెడ్ (30%), హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం, క్లోరినేషన్ బేరియం, హైడ్రేట్ (80%), మొదలైనవి.

విశ్లేషించబడతాయి. పైన పేర్కొన్న మందులు ప్రత్యేకంగా ప్రస్తావించబడలేదు మరియు అవి చైనా ఫార్మాస్యూటికల్ గ్రూప్ యొక్క షాంఘై కెమికల్ రీజెంట్ కంపెనీ నుండి కొనుగోలు చేయబడ్డాయి. పైన పేర్కొన్న అన్ని కారకాలు నేరుగా నిర్వహించబడవు.

1.2, నమూనా తయారీ 1) 1000 ml మూడు ఫ్లాస్క్‌లలో 230 mL (98%) గాఢ సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం యొక్క సన్నని కాగితం లాంటి ఆక్సైడ్ ఇంక్ (GO) పొర తయారీ, స్థిరమైన ఉష్ణోగ్రత అయస్కాంత శక్తి మరియు మంచు నీటి స్నానం, 5.0 గ్నానో3 మరియు 10 కింద.

0 గ్రా. గ్రాఫైట్ మిశ్రమాలను మీడియం వేగంతో 30 నిమిషాలు కదిలించండి, తద్వారా అది కలపబడుతుంది. మిశ్రమానికి క్రమంగా 30GKMNO4 జోడించి, 0 °C వద్ద 2 గంటలు కలుపుతూ ఉండాలి. మూడు ఫ్లాస్క్‌లను స్థిరమైన ఉష్ణోగ్రత నీటి స్నానంలోకి తరలించారు, దీనిని దాదాపు 38°C ఉష్ణోగ్రతకు సర్దుబాటు చేశారు, 30 గంటల పాటు కొనసాగించారు మరియు మధ్యస్థ ఉష్ణోగ్రత ప్రతిచర్య జరిగింది.

మీడియం ఉష్ణోగ్రత ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణోగ్రత తర్వాత, మిశ్రమాన్ని 2000 ml బీకర్‌లోకి బదిలీ చేసి, డీయోనైజ్డ్ నీటితో 1000 mL కు కరిగించి, 200 mL (5%) H2O2 జోడించారు మరియు ప్రతిచర్య ద్రవం బంగారు రంగులోకి మారింది. సెంట్రిఫ్యూగేషన్‌ను హై-స్పీడ్ సెంట్రిఫ్యూజ్‌తో నిర్వహించారు, మరియు భ్రమణ వేగం 4000 r / min, ముందుగా ముందుగా రూపొందించిన 5% HCl మరియు డీయోనైజ్డ్ నీటితో కడిగి, వడపోతలోని సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం గుర్తించబడే వరకు, మరియు సస్పెన్షన్‌ను ఆవిరి అవుతున్న డిష్‌లో స్థానభ్రంశం చేశారు, 60 వాక్యూమ్‌ను వాక్యూమ్‌లో ఎండబెట్టడం ద్వారా ఆక్సిడైజ్డ్ గ్రాఫైట్ ఏర్పడుతుంది. 2) గ్రాఫేన్ తగ్గింపును 100 ml గ్రాఫైట్ సిరాలో 100 ml జల ద్రావణంలో చెదరగొట్టి, గోధుమ-పసుపు సస్పెన్షన్‌ను పొందారు మరియు అల్ట్రాసౌండ్ పరిస్థితులను మూడు-నోరు ఫ్లాస్క్ కింద చెదరగొట్టారు, 90 ° C కు వేడి చేసి, 2 ml హైడ్రేటెడ్ హైడ్రేట్‌ను బిందు చేశారు, ఇక్కడ ప్రతిచర్యను 24 గంటల తర్వాత పరిస్థితులలో ఫిల్టర్ చేశారు మరియు ఫలిత ఉత్పత్తిని మిథనాల్ మరియు నీటితో అనేకసార్లు కడిగి, గ్రాఫేన్‌ను 60 ° C కంటే ఎక్కువ ఎండబెట్టారు.

1.3, జపనీస్ రిగాకు D / MAX-RB డిఫ్రాక్టోమీటర్ (Cu లక్ష్యం, Kα రేడియేషన్, λ = 0.154056 nm) ఉపయోగించి XRD డిఫ్రాక్షన్ విశ్లేషణ, స్కానింగ్ పరిధి 5 ° ~ 80 °; ఇన్ఫ్రారెడ్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (FT-IR) విశ్లేషణ థర్మోనికోలెట్ యొక్క NEXUS ఫోరియర్ ట్రాన్స్‌ఫార్మ్ ఇన్‌ఫ్రారెడ్ స్పెక్ట్రం, KBR టాబ్లెట్‌లు, తరంగదైర్ఘ్యం పరిధి 400 ~ 4000cm-1; రామన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (రామన్) బ్రిటిష్ రెనిషా యొక్క INVIA-రకం మైక్రోక్లాస్‌లెస్ లేజర్ రామన్ స్పెక్ట్రోమీటర్‌ను విశ్లేషిస్తుంది, రికార్డు పరిధి 100 నుండి 3200 cm-1 వరకు, లేజర్ తరంగదైర్ఘ్యం 785 nm, ప్రాదేశిక రిజల్యూషన్ 1 μm పార్శ్వ దిశ, రేఖాంశం 1 μm వరకు; స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్ (SEM) S-4800 FESEM స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్‌ను స్వీకరిస్తుంది; ట్రాన్స్‌మిసివ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్ (TEM) జపాన్ JEO కంపెనీ JEM-2100F-టైప్ ఫీల్డ్ ట్రాన్స్‌మిట్ హై-రిజల్యూషన్ ట్రాన్స్‌మిషన్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్‌ను స్వీకరించింది; అటామిక్ ఫోర్స్ స్కానింగ్ ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్ (AFM) US వీకో యొక్క నానోస్కోప్4-టైప్ అటామిక్ ఫోర్స్ మైక్రోస్కోప్‌ను స్వీకరించింది.

ముగింపు a. గ్రాఫైట్ ఆక్సీకరణ ప్రక్రియ యొక్క ఆక్సీకరణ ప్రక్రియను విశ్లేషించడం ద్వారా, అధిక ఉష్ణోగ్రత ప్రతిచర్య దశను రద్దు చేసిన సవరించిన హమ్మర్స్ పద్ధతి, మరియు అల్ట్రాసౌండ్ పీలింగ్ మరియు హైడ్రేటెడ్ హైడ్రేట్ తగ్గింపు చికిత్స ద్వారా గ్రాఫేన్ పొందబడింది. B.

TEM మరియు AFM పరీక్ష ఫలితాలు గ్రాఫేన్ మందం 0.36 nm, పొరల సంఖ్య 3 అని చూపిస్తున్నాయి. సి.

ఈ పద్ధతి సురక్షితమైనది మరియు సరళమైనది, అవుట్‌పుట్ పెద్దది, నియంత్రించడం సులభం, సన్నని కాగితం ఆకారపు గ్రాఫేన్ యొక్క వేగవంతమైన మరియు సరళమైన, పెద్ద-స్థాయి తయారీని అందిస్తుంది, గ్రాఫేన్ యొక్క వాణిజ్య అనువర్తనానికి పునాదిని అందిస్తుంది. .