石墨烯制备流程及步骤

2024-03-19 08:10:18 59 0

石墨烯是一种由碳原子组成的二维晶体结构,在近年来引起了广泛的关注和研究。它具有许多优异的属性,例如高导电性、高热传导性、优异的机械性能等,因此在诸多领域有着广泛的应用前景。要制备石墨烯,有多种方法和工艺流程可以选择,下面将对其中几种主要方法和步骤进行介绍。

1. CVD法制备的工艺流程

化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,简称CVD)是制备石墨烯常用的方法之一。其基本流程如下:

  1. 将基底金属箔片放入炉中。
  2. 通入氢气和氩气或者氮气保护加热至1000℃左右,稳定温度,保持20min左右。
  3. 停止通入保护气体,改变通气气氛为含有碳原子的气体。
  4. 通过热解、渗透等过程,使碳原子在金属表面形成二维石墨烯结构。
  5. 将金属基底与石墨烯分离。
2. 氧化石墨烯制备的基本流程

氧化石墨烯是一种石墨烯衍生物,制备流程如下:

  1. 准备石墨粉末。
  2. 使用Hummers法或石墨氧化还原法将石墨进行氧化。
  3. 将反应产物进行水洗,去除杂质。
  4. 通过还原等方法将氧化石墨烯还原为石墨烯。
3. 干法转移石墨烯的制备流程
  1. 进行样品合成和衬底处理,使用CVD法生长石墨烯并且对聚合物进行表面处理。
  2. 将石墨烯与聚合物表面接触,通过烘烤等方法使其粘附。
  3. 使用透明薄膜将石墨烯与原始衬底分离。
  4. 将石墨烯与目标衬底接触,通过烘烤等方法使其粘附。
  5. 再次使用透明薄膜将石墨烯与原始衬底分离,并最终得到石墨烯薄膜。
4. 氧化还原法制备氧化石墨烯

氧化还原法将天然石墨氧化后再还原得到氧化石墨烯,具体步骤如下:

  1. 使用硫酸、硝酸等化学试剂及高锰酸钾、双氧水等氧化剂将天然石墨氧化。
  2. 在石墨层之间插入氧化物,增大石墨层之间的间距,制得氧化石墨烯。
  3. 将反应物进行水洗,去除杂质。
  4. 通过还原等方法将氧化石墨烯还原为石墨烯。
5. 石墨烯薄膜的制备方法

石墨烯薄膜的制备方法主要包括:

  1. 旋涂法:准备高浓度的石墨烯溶液,通过高速离心处理使其成为均匀的溶胶,然后通过旋转涂覆在目标衬底上,最后通过烘烤等方法使其形成石墨烯薄膜。
  2. 电化学剥离法:将石墨烯在电解液中进行电化学剥离,使其形成薄膜。
  3. 层层堆积法:通过多次剥离法制备出多层石墨烯,然后通过堆积将其形成薄膜。
  4. 化学剥离法:使用化学剥离剂将石墨烯从石墨表面剥离,形成薄膜。

制备石墨烯的方法有多种多样,可以根据需要选择适合的工艺流程。每种方法都有其特点和适用范围,需要根据具体情况选择合适的制备方法。

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