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生产石墨烯,石墨烯是用什么原材料生产出来的

时间:2023/07/01 15:05:00人气:作者:本站作者我要评论

大家好,今天小编来为大家解答生产石墨烯这个问题,石墨烯是用什么原材料生产出来的很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

中国的石墨烯生产企业有哪些

石墨烯生产厂家有很多,散哗上海碳源汇谷新材料科技有限公司、济南墨希新材料、济宁利特纳米技术有限公司。

天津普兰纳米科技有限公司、北京吉安信科技有限公司、格雷菲尼(北京)科技有限公司、北京清大际光科技发展有限公司等。

石墨烯组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳冲厅行米材料,石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。

石墨烯常见的粉体生产的方法伏散为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法,薄膜生产方法为化学气相沉积法。

石墨烯怎样生产

针对原料和用途的不同,相应的有几种不同方法。通常来讲有气相沉积法,氧化还原法,插层法。

1气象沉积法主要是含碳气体(甲烷、依稀),在一定的温度和压力条件下,碳原子在生长基上附着,形成单层碳结构物质并逐渐生长。优点:所得石墨烯结构好,尺寸不受原料的限制。缺点:制备过程复杂,生产效率低。

2氧化还原法是利用氧化剂将石墨逐层氧化,利用超声等方式将已氧化的层剥离。之后,利用还原剂将氧化石墨层还原,即得到石墨烯。优点:成本低廉,生产效率较高。缺点:制得石墨烯的尺寸由原料决定,所用氧化剂和还原剂有污染环境的可能。

3插层法是将插层物质填充到石墨的层间隙中,比以此克服层间范德华力,使得各层分散开,从而得到石墨烯。该方法仍处于研发阶段。销亮

扩展资料:

石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯,因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法,薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。2018年3月31日,中国首条全自动量产石墨烯有机太阳能光电子器件生产线在山东菏泽启动,该项目主要生产可在弱光下发电的石墨烯有机太阳能电池(下称石墨烯OPV),破解了族腊应用局限、对角度敏感、不易造型这三大太阳能发电难题。

1单层石墨烯

单层石墨烯(Graphene):指由一层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子构成的一种二维碳材料。

2双层石墨烯

双层石墨烯(Bilayerordouble-layergraphene):指由两层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括AB堆垛,AA堆垛等)堆垛构成的一种二维碳材料。

3少层石墨烯

少层石墨烯(Few-layer):指由3-10层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括ABC堆垛,ABA堆垛等)堆垛构成的一种二维碳材料。

4多层石墨烯

多层石墨烯又叫厚层石墨烯(multi-layergraphene):指厚度在10层以上10nm以下苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括ABC堆垛,ABA堆垛等)堆垛兆斗滑构成的一种二维碳材料。

碳元素

碳是一种很常见的元素,它以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。碳单质很早就被人认识和利用,碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本。碳是生铁、熟铁和钢的成分之一。碳能在化学上自我结合而形成大量化合物,在生物上和商业上是重要的分子。生物体内大多数分子都含有碳元素。

存在形式

碳的存在形式是多种多样的,有晶态单质碳如金刚石、石墨;有无定形碳如煤;有复杂的有机化合物如动植物等;碳酸盐如大理石等。单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨晶体结构不同,各有各的外观、密度、熔点等。

参考资料:百度百科-石墨烯

生产石墨烯的原料是什么

我觉得这个你看看现在制备石墨烯的一些方法介绍就应该知道,因为这些方法的介绍中都有关于这个方法需要用什么材料、工具以及环境做出来的!x0dx0a这个问题你只需要把现在一些制备石墨烯的方法都弄清楚盯并你就基本上能知道了,因为制备方法中都说明了用什么材料用什么方式做出来的!x0dx0a撕胶带法/轻微摩擦法x0dx0ax0dx0a最普通的是微机械分离法,直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来。2004年,海姆等用这种方法制备出了单层石墨烯,并可以在外界环境下稳定存在。典型制备方法是用另外一种材料膨化或者引入缺陷的热解石墨进行摩擦,体相石墨的表面会产生絮片状的晶体,在这些絮片状的晶体中含清则燃有单层的石墨烯。但缺点是此法利用摩擦石墨表面获得的薄片来筛选出单层的石墨烯薄片,其尺寸不易控制,无法可靠地制造长度足供应用的石墨薄片样本。x0dx0ax0dx0a碳化硅表面外延生长x0dx0ax0dx0a该法是通过加热单晶碳化硅脱除硅,在单晶(0001)面上分解出石墨烯片层。具体过程是:将经氧气或氢气刻蚀处理得到的样品在高真空下通过电子轰击加热,除去氧化物。用俄歇电子能谱确定表面的氧化物完全被移除后,将样品加热使之温度升高至1250~1450℃后恒温1min~20min,从而形成极薄的石墨层,经过几年的探索,克莱尔?伯格(ClaireBerger)等人已经能可控地制备出单层或是多层石墨烯。在C-terminated表面比较容易得到高达100层的多层石墨烯。其厚度由加热温度决定,制备大面积具有单一厚度的石墨烯比较困难。x0dx0ax0dx0a金属表面生长x0dx0ax0dx0a取向附生法是利用生长基质原子结构“种”出石墨烯,首先让碳原子在1150℃下渗入钌,然后冷却,冷却到850℃后,之前吸收的大量碳原子就会浮到钌表面,镜片形状的单层的碳原子“孤岛”布满了整个基质表面,最终它们可长成完整的一层石墨烯。第一层覆盖80%后,第二层开始生长。底层的石墨烯会与钌产生强烈的相互作用,而第二层后就几乎与钌完全分离,只剩下弱电耦合,得到的单层石墨烯薄片表现令人满意。但采用这种方法生产的石墨烯薄片往往厚度不均匀,且石墨烯和基质之间的黏合会影响碳层的特性。另外彼得·瑟特(PeterSutter)等使用的基质是稀有金属钌。x0dx0ax0dx0a氧化减薄石墨片法x0dx0ax0dx0a石墨烯也可以通过加热氧化的办法一层一层的减薄石墨片,从而得到单、双层石墨烯。x0dx0ax0dx0a肼还原法x0dx0ax0dx0a将氧化石墨烯纸(grapheneoxidepaper)置入纯肼溶液(一种氢原子与氮原子的化合物),这溶液会使氧化石墨烯纸还原为单答虚层石墨烯。x0dx0ax0dx0a乙氧钠裂解x0dx0ax0dx0a一份于2008年发表的论文,描述了一种程序,能够制造达到公克数量的石墨烯。首先用纳金属还原乙醇,然后将得到的乙醇盐(ethoxide)产物裂解,经过水冲洗除去钠盐,得到黏在一起的石墨烯,再用温和声波振动(sonication)振散,即可制成公克数量的纯石墨烯。x0dx0ax0dx0a切割碳纳米管法x0dx0ax0dx0a切割碳纳米管也是制造石墨烯带的正在试验中的方法。其中一种方法用过锰酸钾和硫酸切开在溶液中的多层壁碳纳米管(Multi-walledcarbonnanotubes)。另外一种方法使用等离子体刻蚀(plasmaetching)一部分嵌入于聚合物的纳米管。

石墨烯是用什么原材料生产出来的

石墨烯出现在实验室中是在2004年,当时,英国的两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃塞洛夫发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们从石墨中剥离出石墨片,然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。不断地这样操作,于是薄片越来越薄,最后,他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯。这以后,制备石墨烯的新方法层出不穷,经过5年的发展,人们发现,将石墨烯带入工业银或化生产的领域已为时不远了。

制备方法

石墨烯的合成方法主要有两贺搏洞种:机械方法和化学方法。机械方法包括微机械分离法、取向附生法和加热SiC的方法;化学方法是化学还原法与化学解理法。

微机械分离法

最普通的是微机械分离法,直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来。2004年Novoselovt等用这种方法制备出了单层石墨烯,并可以在外界环境下稳定存在。典型制备方法是用另外一种材料膨化或者引入缺陷的热解石墨进行摩擦,体相石墨的表面会产生絮片状的晶体,在这些絮片状的晶体中含有单层的石墨烯。但缺点是此法是利用摩擦石墨表面获得的薄片来筛选出单层的石墨烯薄片,其尺寸不易控制,无法可靠地制造长度足供应用的石墨薄片样本。

取向附生法—晶膜生长

取向附生法是利用生长基质原子结构“种”出石墨烯,首先让碳原子在1150℃下渗入钌,然后冷却,冷却到850℃后,之前吸收的大量碳原子就会浮到钌表面,镜片形状的单层的碳原子“孤岛”布满了禅枯整个基质表面,最终它们可长成完整的一层石墨烯。第一层覆盖80%后,第二层开始生长。底层的石墨烯会与钌产生强烈的交互作用,而第二层后就几乎与钌完全分离,只剩下弱电耦合,得到的单层石墨烯薄片表现令人满意。但采用这种方法生产的石墨烯薄片往往厚度不均匀,且石墨烯和基质之间的黏合会影响碳层的特性。另外PeterW.Sutter等使用的基质是稀有金属钌。

加热SiC法

该法是通过加热单晶6H-SiC脱除Si,在单晶(0001)面上分解出石墨烯片层。具体过程是:将经氧气或氢气刻蚀处理得到的样品在高真空下通过电子轰击加热,除去氧化物。用俄歇电子能谱确定表面的氧化物完全被移除后,将样品加热使之温度升高至1250~1450℃后恒温1min~20min,从而形成极薄的石墨层,经过几年的探索,Berger等人已经能可控地制备出单层或是多层石墨烯。其厚度由加热温度决定,制备大面积具有单一厚度的石墨烯比较困难。一条以商品化碳化硅颗粒为原料,通过高温裂解规模制备高品质无支持(Freestanding)石墨烯材料的新途径。通过对原料碳化硅粒子、裂解温度、速率以及气氛的控制,可以实现对石墨烯结构和尺寸的调控。这是一种非常新颖、对实现石墨烯的实际应用非常重要的制备方法。

化学还原法

化学还原法是将氧化石墨与水以1mg/mL的比例混合,用超声波振荡至溶液清晰无颗粒状物质,加入适量肼在100℃回流24h,产生黑色颗粒状沉淀,过滤、烘干即得石墨烯。SashaStankovich等利用化学分散法制得厚度为1nm左右的石墨烯。[3]

化学解理法

化学解理法是将氧化石墨通过热还原的方法制备石墨烯的方法,氧化石墨层间的含氧官能团在一定温度下发生反应,迅速放出气体,使得氧化石墨层被还原的同时解理开,得到石墨烯。这是一种重要的制备石墨烯的方法,天津大学杨全红等用低温化学解理氧化石墨的方法制备了高质量的石墨烯。

好了,文章到这里就结束啦,如果本次分享的生产石墨烯和石墨烯是用什么原材料生产出来的问题对您有所帮助,还望关注下本站哦!

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