制备石墨烯的六种方法是什么?
石墨烯是由单层碳原子构成的零带隙的二维晶体,具有狄拉克锥型的线性能带结构、超高的载流子迁移率及宽带光照应等特性。
石墨烯现在是世上薄却也是巩固的纳米材料,它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;导热系数高达5300 W/m·K,高于碳纳米管和金刚石,比钻石还巩固,强度比世界上较好的钢铁还要高上100倍,常温下其电子迁移率逾越15000 cm2/V·s,又比纳米碳管或矽晶体(monocrystalline silicon)高,而电阻率只约10-6Ω·cm,比铜或银更低,为现在世上电阻率较小的材料。 由于它的电阻率极低,电子的移动速度极快,因而被等候可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或电晶体。由于石墨烯实质上是一种透明、杰出的导体,也合适用来制作透明触控萤幕、光板、甚至是太阳能电池。
石墨烯的制备方法:
1、机械剥离法
机械剥离法是使用物体与石墨烯之间的抵触和相对运动,得到石墨烯薄层材料的方法。这种方法操作简略,得到的石墨烯一般保持着无缺的晶体结构。
2、氧化还原法
氧化还原法是经过运用硫酸、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,增大石墨层之间的间距,在石墨层与层之间插入氧化物,制得氧化石墨(Graphite Oxide)。
3、取向附生法
取向附生法是使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,之前吸收的许多碳原子就会浮到钌外表,镜片形状的单层的碳原子会长成无缺的一层石墨烯。
4、碳化硅外延法
SiC外延法是经过在超高真空的高温环境下,使硅原子进步脱离材料,剩下的C原子经过自组方法重构,然后得到基于SiC衬底的石墨烯。这种方法可以获得高质量的石墨烯,可是这种方法对设备要求较高。
5、赫默法
经过Hummer法制备氧化石墨;将氧化石墨放入水中超声松散,构成均匀松散、质量浓度为0.25g/L~1g/L的氧化石墨烯溶液,再向所述的氧化石墨烯溶液中滴加质量浓度为28%的氨水;将还原剂溶于水中,构成质量浓度为0.25g/L~2g/L的水溶液;将制造的氧化石墨烯溶液和还原剂水溶液混合均匀,将所得混合溶液置于油浴条件下搅拌,反响结束后,将混合物过滤洗刷、烘干后得到石墨烯。
6、化学气相堆积法
化学气相堆积法即(CVD)是运用含碳有机气体为材料进行气相堆积制得石墨烯薄膜的方法。这是出产石墨烯薄膜较有效的方法。