石墨烯的制備方法有哪些？介紹四種石墨烯的制備方法！

石墨烯膜 2022年01月20日 09:46 5580 網(wǎng)絡(luò)整理

　　石墨烯的制備方法一：定向附生法

　　定向表觀遺傳學(xué)方法是利用生長(zhǎng)基質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)“播種”石墨烯。先讓碳原子在1150℃下滲入釕中，然后冷卻。冷卻到850℃后，大量先前被吸附的碳原子將浮到釕表面，透鏡狀的單層碳原子將生長(zhǎng)成完整的石墨烯層。一層被覆蓋后，第二層開始生長(zhǎng)。底層的石墨烯將與釕發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用，而在第二層之后，石墨烯幾乎與釕完全分離，只留下微弱的電耦合。然而，這種方法制備的石墨烯薄片厚度往往不均勻，石墨烯與基體之間的粘附會(huì)影響碳層的特性。

　　石墨烯的制備方法二：下擺法

　　將氧化石墨放入水中進(jìn)行超聲分散，形成質(zhì)量濃度為0.25g/l~1g/l的均勻分散的氧化石墨烯溶液，然后向氧化石墨烯溶液中滴入質(zhì)量濃度為28%的氨；將還原劑溶解于水中，形成質(zhì)量濃度為0.25g/l~2G/l的水溶液；將制備的氧化石墨烯溶液與還原劑水溶液混合均勻，在油浴條件下攪拌得到的混合溶液。反應(yīng)后，將混合物過濾、洗滌和干燥以獲得石墨烯。

　　石墨烯的制備方法三：氧化還原過程

　　氧化還原法是用硫酸、硝酸等化學(xué)試劑和過氧化氫等氧化劑氧化天然石墨，增加石墨層間距，在石墨層間插入氧化物，制備氧化石墨。然后用水洗滌反應(yīng)物，洗滌后的固體在低溫下干燥以制備氧化石墨粉末。通過物理剝離和高溫膨脹剝離氧化石墨粉末制備氧化石墨烯。用化學(xué)方法還原氧化石墨烯得到石墨烯（RGO）。該方法操作簡(jiǎn)單，收率高，但產(chǎn)品質(zhì)量較低。氧化還原法使用硫酸、硝酸等強(qiáng)酸，具有危險(xiǎn)性，必須用大量的水進(jìn)行清洗，造成很大的環(huán)境污染。

　　氧化還原法制備的石墨烯含有豐富的含氧官能團(tuán)，易于改性。但是在氧化石墨烯的還原過程中，還原后的石墨烯氧含量難以控制，在陽(yáng)光、運(yùn)輸過程中車廂內(nèi)高溫等外部因素的影響下，氧化石墨烯會(huì)不斷還原。因此，氧化還原法生產(chǎn)的石墨烯質(zhì)量往往不一致，難以控制。

　　石墨烯的制備方法四：機(jī)械剝離法

　　機(jī)械剝離法是利用物體與石墨烯之間的摩擦和相對(duì)運(yùn)動(dòng)來獲得石墨烯薄層材料的一種方法。該方法操作簡(jiǎn)單，石墨烯通常保持完整的晶體結(jié)構(gòu)。2004年，兩位英國(guó)科學(xué)家用透明膠帶將天然石墨層層剝離，獲得石墨烯，這也被歸類為機(jī)械剝離法。這種方法一度被認(rèn)為生產(chǎn)效率低，無法工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。該方法可以制備微米級(jí)石墨烯，但可控性低，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模合成。2016年，中國(guó)科學(xué)家發(fā)明了一種簡(jiǎn)單高效的綠色剝離技術(shù)，通過“球體和微球”之間的軟滾動(dòng)轉(zhuǎn)移過程，實(shí)現(xiàn)了幾層石墨烯（層數(shù)3.8±1.9）的大規(guī)模制備。

　　

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