溶劑熱法制備石墨烯及與微波結(jié)合的研究.pdf

1、石墨烯是一種由單層六角元胞碳原子組成的蜂窩狀二維晶體?！笆?GNS)”是指層數(shù)N<10的石墨片,只有它才能表現(xiàn)出GNS的特別性能,而層數(shù)N>10的石墨片與石墨性質(zhì)沒(méi)有顯著差異,所以通常將層數(shù)N<10的石墨片稱(chēng)為石墨烯。由于其結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性,使得它具有一些優(yōu)異的性質(zhì),表現(xiàn)在力學(xué)性質(zhì),電學(xué)性質(zhì)及光學(xué)性質(zhì)等方面,這些優(yōu)異的性能加上其很輕薄使其具有很大的市場(chǎng)潛力。
　　當(dāng)前制備石墨烯的方式有很多如機(jī)械剝離法,氧化還原法,SiC加熱剝離法

2、,化學(xué)氣相沉積法等。物理剝離法和化學(xué)改性方法的所產(chǎn)生的大批量石墨烯片,這兩種方法都使用高定向熱解石墨作為起始原料,并涉及大量的準(zhǔn)備工作。本文采用直接化學(xué)合成的碳納米片在克量級(jí)數(shù)量的基礎(chǔ)上使用常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)室試劑乙醇和鈉,先是反應(yīng)得到中間體,然后將中間體熱分解的一種自底向上的方法,產(chǎn)生一些融合在一起的石墨片,再通過(guò)超聲分散。能夠生產(chǎn)出大量的石墨烯樣本非石墨前體,這是一種具有可擴(kuò)展,低成本的方法。
　　用溶劑熱法合成石墨烯,不僅能達(dá)到克量

3、級(jí)制備石墨烯,還能夠使用更加環(huán)保的原材料,減少污染,并對(duì)實(shí)驗(yàn)條件要求不高。并將微波結(jié)合起來(lái),用微波選擇性加熱有機(jī)溶劑的特性,對(duì)溶劑熱法的中間體產(chǎn)物進(jìn)行處理,從而提高產(chǎn)物的質(zhì)量。這種將溶劑熱法與其它合成石墨烯方法結(jié)合起來(lái)的制備石墨烯的方法將會(huì)成為一個(gè)新的熱點(diǎn)。
　　本文通過(guò)對(duì)溶劑熱法石墨烯制備機(jī)理的研究,討論了其與微波結(jié)合的可能性,主要內(nèi)容如下:
　　1)分析了如何利用光學(xué)顯微鏡的對(duì)比度來(lái)直接觀(guān)察石墨烯。
　　2)在將銅

4、箔上的石墨烯轉(zhuǎn)移到硅片上時(shí),利用在FeCl3溶液中加入少量的鹽酸,分析了如何縮短反應(yīng)時(shí)間,更快的轉(zhuǎn)移到硅片上。
　　3)用溶劑熱法合成石墨烯,在特制的高壓釜中利用溶劑熱法合成。
　　4)用溶劑熱法只是合成了石墨烯的前驅(qū)體,需要對(duì)石墨烯前驅(qū)體進(jìn)行快速熱解才能得到石墨烯,選擇一個(gè)比較合適的溫度,壓強(qiáng),時(shí)間和熱解溫度才能夠得到比較好質(zhì)量的石墨烯。
　　5)微波處理溶劑熱合成的石墨烯前驅(qū)體,將一些溶劑熱法產(chǎn)生的石墨烯前驅(qū)體放入