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石墨烯是如何制备的?

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石墨烯是如何制备的?

发布日期:2018-12-29 作者:客服 点击:

  石墨烯是如何制备的?

  

  1.机械剥离法优点:制备成本非常低(几乎可忽略),易于学习,且此法得到的石墨烯质量非常好好,缺陷少,性能优异缺点:得到的石墨烯尺寸很小,一般在10-100um之间,而且完全不可能大规模制备

  

  2.SiC外延生长优点:能较大尺寸生长(报道的有4寸大小的),且得到的石墨烯性能优异缺点:原料成本较高,设备成本也很高,生长温度很高(1400°),一般设备达不到,而且也很难生长太大尺寸的石墨烯

  

  3.氧化石墨还原法优点:方法较简单,原料成本不高,基本没有设备成本,且易于规模制备缺点:此法得到的石墨烯缺陷非常多,电学、力学性能都较差

  

  4.CVD,内蒙古石墨烯润滑油化学气相沉积法优点:单次生长尺寸可以很大(将近20寸),有可能规模化生产,且生长得到的石墨烯性能很好缺陷少缺点:转移是难题,而且生长出来的一般都是多晶

  

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  制备石墨烯最常见的思路是先氧化石墨,然后利用超声、高温等手段使得石墨一层一层剥开(当然也许是几层),最终还原。工业上今年尚未有批量生产,能见到的都是企业、研究所或高校的实验室的少量制备。

  

  先说氧化石墨怎么来。有三种方法:Hummers、Brodie、Staudenmaier法。经过试验,大家发现最方便、最到位的是Hummers法,所以其他两种方法就不说了。Hummers法:用浓硫酸23mL、高锰酸钾4g、石墨1g混合均匀,在40摄氏度下反应30分钟,然后稀释,加5mL30%双氧水除去高锰酸钾,用250mL10%稀盐酸洗涤,最后在不高于30摄氏度下鼓风干燥,获得黄色的氧化石墨固体。

  

  然后是氧化石墨的剥离。将氧化石墨研磨成粉,放在微波下迅速加热至500度,即可。或者采取氧化石墨0.02%溶液放在150W的超声中剥离15min,然后和水合肼(与氧化石墨质量比为7:10)在85度下进行还原反应,即得到单层或多层石墨烯分散液。

  

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