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)沒有顯著差異,所以通常將層數(shù)N<10的石墨片稱為石墨烯。由于其結(jié)構(gòu)的獨特性,使得它具有一些優(yōu)異的性質(zhì),表現(xiàn)在力學性質(zhì),電學性質(zhì)及光學性質(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潛力。
　　當前制備石墨烯的方式有很多如機械剝離法,氧化還原法,SiC加熱剝離法

2、,化學氣相沉積法等。物理剝離法和化學改性方法的所產(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,并涉及大量的準備工作。本文采用直接化學合成的碳納米片在克量級數(shù)量的基礎(chǔ)上使用常見的實驗室試劑乙醇和鈉,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,這是一種具有可擴展,低成本的方法。
　　用溶劑熱法合成石墨烯,不僅能達到克量

3、級制備石墨烯,還能夠使用更加環(huán)保的原材料,減少污染,并對實驗條件要求不高。并將微波結(jié)合起來,用微波選擇性加熱有機溶劑的特性,對溶劑熱法的中間體產(chǎn)物進行處理,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)合起來的制備石墨烯的方法將會成為一個新的熱點。
　　本文通過對溶劑熱法石墨烯制備機理的研究,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顯微鏡的對比度來直接觀察石墨烯。
　　2)在將銅

4、箔上的石墨烯轉(zhuǎn)移到硅片上時,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,需要對石墨烯前驅(qū)體進行快速熱解才能得到石墨烯,選擇一個比較合適的溫度,壓強,時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