石墨烯制备新技术的研究探索

发布时间：2021-06-23 03:26

　　石墨烯是碳原子通过sp²杂化连接成的单层纳米材料,自2004年被成功剥离以后,便成为最受关注的纳米材料之一。石墨烯独特的二维结构使其具有很多优异的特点如超薄、超强导电性、透光性等,这也使得石墨烯在新能源汽车、光电材料、微电子器件、生物医药等领域成为研究的首选,因此高质量石墨烯的需求与日俱增,然而现有的制备手段还不能宏量制备高质量、大尺寸石墨烯以满足商业应用的需求,因此急需开发低成本、高效率制备高质量石墨烯的方法。针对这种情况,本论文设计了两种制备高质量、大尺寸石墨烯的方案,主要的研究工作及结果如下:（1）以天然石墨为原料,采用过氧乙酸-浓硫酸二元体系室温一步化学剥离石墨烯,其中过氧乙酸作为氧化剂被首次使用。根据浓硫酸用量的不同,整个制备过程可以分为少酸制备和多酸制备,在少酸体系下能够室温一步制备石墨烯聚集体,然后经过超声分散即可获得少层石墨烯;在多酸体系下室温静置一步即可制备得到少层石墨烯。结果表明:使用过氧乙酸-浓硫酸体系剥离石墨烯,只需室温静置4 h即可得到100%产率的石墨烯。其中在少酸体系中,能够制备出膨胀体积最大为320 ml g^-1

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

天然石墨，单层石墨烯晶体管以及自动胶带机[2]

燕山大学工学硕士学位论文去的十多年间，进过科研人员的不懈努力，已经发展了化学氧化-还[10]，电化学剥离法[11]，化学气相沉积法[12]等一系列方法。但比较么多年的努力也没能同时实现大规模制备高质量石墨烯的愿景。大规模制备高质量石墨烯的方法使其商业化，对推动社会的进步来说具有重大意义[13-15]。

结构的表征。(a) 扫描隧道显微镜；(b) 扫描探针显微镜；(c) 原(d) 透射电子显微镜性能工作者的不懈努力证实了石墨烯能在室温下能稳定保持二维碳材料便瞬间吸引住科研工作者的目光，经过一系令人惊奇和优异的物理化学特性，这不同于传统材料的


本文编号：3244133