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石墨烯能否量产

更新时间: 2023-11-08 15:26:46

(1)石墨烯能否量产

石墨烯是一种二维晶体,人们常见的石墨是由一层层以蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠而形成的,石墨的层间作用力较弱,很容易互相剥离,形成薄薄的石墨片。当把石墨片剥成单层之后,这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。石墨烯的最新发现是人们在防腐蚀方面最有效的方法,常用的聚合物涂层很容易被刮伤,降低了保护性能,而石墨烯来做保护膜,显著延缓了金属的腐蚀速度,更加坚固抗损伤。

(2)碳纳米管和石墨烯区别是什么

1、从结构上面来看。碳纳米管是属于中空管的形状,而石墨烯属于纤维的形状。

2、从性能上面来看。石墨烯性能会更加的稳定一些,所以石墨烯能够使用的时间更久一些,而且在使用的过程当中不容易出现损坏的情况。

3、从性质上面来看。不属于同一种物质,碳纳米管的硬度、强度以及柔韧性是比较高的,而石墨烯具有很好的防腐性、导电性、散热性等等特点。

(3)石墨烯的制备

1、微机械剥离法:

石墨烯首先由微机械剥离法制得。微机械剥离法即是用透明胶带将高定向热解石墨片按压到其他表面上进行多次剥离,最终得到单层或数层的石墨烯。2004年,Geim,Novoselov等就是通过此方法在世界上首次得到了单层石墨烯,证明了二维晶体结构在常温下是可以存在的。

2、外延生长法:

外延生长方法包括碳化硅外延生长法和金属催化外延生长法。碳化硅外延生长法是指在高温下加热SiC单晶体,使得SiC表面的Si原子被蒸发而脱离表面,剩下的C原子通过自组形式重构,从而得到基于SiC衬底的石墨烯。

3、化学气相沉淀CVD法:

CVD法被认为最有希望制备出高质量、大面积的石墨烯,是产业化生产石墨烯薄膜最具潜力的方法。化学气相沉淀CVD法具体过程是:将碳氢化合物甲烷、乙醇等通入到高温加热的金属基底Cu、Ni表面,反应持续一定时间后进行冷却,冷却过程中在基底表面便会形成数层或单层石墨烯,此过程中包含碳原子在基底上溶解及扩散生长两部分。该方法与金属催化外延生长法类似,其优点是可以在更低的温度下进行,从而可以降低制备过程中能量的消耗量,并且石墨烯与基底可以通过化学腐蚀金属方法容易地分离,有利于后续对石墨烯进行加工处理。

4、氧化石墨还原法:

氧化石墨还原法也被认为是目前制备石墨烯的最佳方法之一。该方法操作简单、制备成本低,可以大规模地制备出石墨烯,已成为石墨烯制备的有效途径。另外该方法还有一个优点,就是可以先生产出同样具有广泛应用前景的功能化石墨烯--氧化石墨烯。

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