石墨烯制備
作者:訪客發布時間:2021-07-18分類:催化劑及助劑瀏覽:92
1.1微機械剝離法
石墨烯最早是通過微機械剝離法制得的。2004年,曼徹
斯特大學Geim等[1]用膠帶從石墨上剝下少量單層石墨烯片,
成為石墨烯的發現者,并引發了新一波碳質材料的研究熱潮。
該法雖然可以獲得質量較好的單層和雙層石墨烯,能部分滿
足實驗室的研究需要,但產量和效率過低,高質量的石墨烯的
規模制備成為人們追求的目標。
1.2氧化石墨還原法
近年來,人們不斷的探索新方法以提高石墨烯的產量,其
中氧化還原法由于其穩定性而被廣泛采用。這種方法首先制
備氧化石墨∞],先將石墨粉分散在強氧化性混合酸中,例如濃
硝酸和濃硫酸,然后加入高錳酸鉀或氯酸鉀強等氧化劑得到
氧化石墨,再經過超聲處理得到氧化石墨烯,最后通過還原得
到石墨烯。
然而,氧化過程會導致大量的結構缺陷,這些缺陷即使經
1100℃退火也不能完全被消除,仍有許多羥基、環氧基、羰基、
羧基的殘留。缺陷導致的電子結構變化使石墨烯由導體轉為半導體,嚴重影響石墨烯的電學性能,制約了它的應用。但是
含氧基團的存在使石墨烯易于分散在溶劑中,且使石墨烯功
能化,易于和很多物質反應,使石墨烯氧化物成為制備石墨烯
功能復合材料的基礎。1.3石 墨層間化合物途徑
石墨插層復合物是以天然鱗片石墨為原料,通過在層間
插入非碳元素的原子、分子、離子甚至原子團使層間距增大,
層間作用力減小,形成層間化合物。有人曾在膨脹石墨中加
入插入劑,并利用熱振動或酸處理使它部分剝離,從而得到石
墨片或石墨烯[6-8]。但該法得到的石墨烯大小不一,尺寸難以
控制。
如果某種溶劑與單層石墨的相互作用超過石墨層與層之
間的范德華力,那么即可通過嵌入溶劑將石墨層剝離開。Li
等通過熱膨脹使石墨層間距增大,再用發煙硫酸插層進一步
增大層間距,最后加入四丁基氫氧化銨,經超聲、離心得到穩
定分散在有機溶劑中的石墨烯[9]。借鑒分散碳納米管的方
法,在極性有機溶劑中超聲處理石墨粉也可以得到多層(
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