今天鱼百科给各位分享石墨烯如何生产的知识,其中也会对石墨烯生产工艺流程介绍?(石墨烯生产工艺流程介绍图)进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在我们开始吧!
石墨烯生产工艺流程介绍?
一、机械剥离法
机械剥离法是利用物体与石墨烯之间的摩擦和相对运动,得到石墨烯薄层材料的方法。这种方法操作简单,得到的石墨烯通常保持着完整的晶体结构。2004年,英国两位科学使用透明胶带对天然石墨进行层层剥离取得石墨烯的方法,也归为机械剥离法。
二、**还原法
**还原法是通过使用硫酸、硝酸等化学试剂及高锰酸钾、双氧水等**剂将天然石墨**,增大石墨层之间的间距,在石墨层与层之间插入**物,制得**石墨。然后将反应物进行水洗,并对洗净后的固体进行低温干燥,制得**石墨粉体。通过物理剥离、高温膨胀等方法制得**石墨烯。
三、取向附生法
取向附生法是利用生长基质**结构“种”出石墨烯,首先让碳**在1150℃下渗入钌,然后冷却,冷却到850℃后,之前吸收的大量碳**就会浮到钌表面,最终镜片形状的单层的碳**会长成完整的一层石墨烯。
第一层覆盖后,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。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。
四、碳化硅外延法
SiC外延法是通过在超高真空的高温环境下,使硅**升华脱离材料,剩下的C**通过自组形式重构,从而得到基于SiC衬底的石墨烯。这种方法可以获得高质量的石墨烯,但是这种方法对设备要求较高。
五、化学气相沉积法
化学气相沉积法即(CVD)是使用含碳有机气体为原料进行气相沉积制得石墨烯薄膜的方法。这是目前生产石墨烯薄膜最有效的方法。这种方法制备的石墨烯具有面积大和质量高的特点,但现阶段成本较高,工艺条件还需进一步完善。
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,**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**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 **还原法是利用**剂将石墨逐层**,利用超声等方式将已**的层剥离。之后,利用还原剂将**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**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。
石墨烯怎样生产?
石墨烯从制备工艺大概分两种。一种是化学气相沉积(CVD)法、一种是剥离法。通常所说的石墨烯,为单层石墨烯片,是指用CVD法制做出结构比较完整的石墨烯片,而通过剥离方法做出的石墨烯,有单层,但更多的是多层。所以,剥离法生产的石墨烯,又称“微片石墨烯”、“小片石墨烯”。
石墨烯是怎么生产出来的?
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**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**结构“种”出石墨烯,首先让碳**在 1 1 5 0 ℃下渗入钌,然后冷却,冷却到850℃后,之前吸收的大量碳**就会浮到钌表面,镜片形状的单层的碳**“ 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 8 0 %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Peter W.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**物。用俄歇电子能谱确定表面的**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(Free standing)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**石墨与水以1 mg/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1 0 0℃回流2 4 h ,产生黑色颗粒状沉淀,过滤、烘干即得石墨烯。Sasha Stankovich 等利用化学分散法制得厚度为1 nm左右的石墨烯。[3] 化学解理法 化学解理法是将**石墨通过热还原的方法制备石墨烯的方法,**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**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**石墨的方法制备了高质量的石墨烯。
石墨烯的生产方法有哪些?
石墨烯材料的制备方法已报道的有:机械剥离法、化学**法、晶体外延生长法、化学气相沉积法、有机合成法和碳纳米管剥离法等。
如何用石墨生产石墨烯?
石墨烯生产的方法如下:
1、气象沉积法,主要是含碳气体,在一定的温度和压力条件下,碳**在生长基上附着,形成单层碳结构物质并逐渐生长。
2、**还原法,利用**剂将石墨逐层**,利用超声等方式将已**的层剥离。之后,利用还原剂将**石墨层还原,即得到石墨烯。
3、插层法,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。
石墨烯是一种由碳**以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、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。
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、**还原法、SiC外延生长法,薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。
石墨烯是如何生产的?
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,**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**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 **还原法是利用**剂将石墨逐层**,利用超声等方式将已**的层剥离。之后,利用还原剂将**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**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。
石墨烯是怎么生产的?
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,**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**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 **还原法是利用**剂将石墨逐层**,利用超声等方式将已**的层剥离。之后,利用还原剂将**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**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。
石墨烯是怎么制取的?石墨烯的原材料是什么?
主要的就是下面几种了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.**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,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