石墨烯的制作工艺方法是什么

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石墨烯常用制备方法

石墨烯常用制备方法

石墨烯常用制备方法石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维晶体结构,具有极高的导电性、热导率和机械强度,因此在电子学、光电子学、能源储存等领域具有广泛的应用前景。

本文将介绍石墨烯的常用制备方法。

1. 机械剥离法机械剥离法是最早被发现的石墨烯制备方法之一,也是最简单的方法之一。

该方法的原理是通过机械剥离的方式将石墨材料剥离成单层石墨烯。

具体操作方法是将石墨材料放置在硅基底上,然后用胶带反复粘贴和剥离,直到得到单层石墨烯。

这种方法的优点是简单易行,但是制备的石墨烯质量较差,且产量低。

2. 化学气相沉积法化学气相沉积法是一种通过化学反应在基底上生长石墨烯的方法。

该方法的原理是将石墨材料放置在高温下,使其分解成碳原子,然后在基底上沉积成石墨烯。

具体操作方法是将石墨材料放置在石英管中,然后将氢气和甲烷气体通入管中,使其在高温下反应生成石墨烯。

这种方法的优点是制备的石墨烯质量高,但是设备成本较高。

3. 化学还原法化学还原法是一种通过还原氧化石墨材料制备石墨烯的方法。

该方法的原理是将氧化石墨材料放置在还原剂中,使其还原成石墨烯。

具体操作方法是将氧化石墨材料放置在还原剂中,如氢气、氨气等,然后在高温下反应生成石墨烯。

这种方法的优点是制备的石墨烯质量高,且产量较高,但是还原剂的选择和操作条件对制备的石墨烯质量有很大影响。

4. 液相剥离法液相剥离法是一种通过液相剥离的方式制备石墨烯的方法。

该方法的原理是将石墨材料放置在液体中,然后通过超声波或机械剥离的方式将其剥离成单层石墨烯。

具体操作方法是将石墨材料放置在液体中,如水、有机溶剂等,然后通过超声波或机械剥离的方式将其剥离成单层石墨烯。

这种方法的优点是制备的石墨烯质量高,且操作简单,但是产量较低。

石墨烯的制备方法有很多种,每种方法都有其优缺点。

在实际应用中,需要根据具体需求选择合适的制备方法。

随着石墨烯制备技术的不断发展,相信未来石墨烯的制备方法会越来越多样化,也会越来越成熟。

石墨烯生产工艺

石墨烯生产工艺

石墨烯生产工艺石墨烯是一种由碳原子构成的二维材料,具有很高的导热性、导电性和强度,广泛应用于能源、电子、生物医药等领域。

石墨烯的生产工艺主要包括机械剥离法、氧化还原法和化学气相沉积法。

机械剥离法是最早发现的石墨烯制备方法,其原理是通过使用粘性剥离带或胶带来从石墨材料上剥离出石墨烯薄片。

这种方法的优势是简单易行、节约成本,适用于小规模生产。

然而,机械剥离法产量低,无法满足大规模应用的需求。

氧化还原法是一种利用氧化物的还原反应来制备石墨烯的方法。

首先,通过石墨氧化剂对石墨材料进行氧化处理,生成氧化石墨。

然后,将氧化石墨通过热处理还原为石墨烯。

氧化还原法可以生产高质量、大面积的石墨烯,但需要使用较高温度和较长时间进行处理,成本较高。

化学气相沉积法是一种通过在金属基片上使用化学气相沉积技术来制备石墨烯的方法。

这种方法首先在金属基片上化学气相沉积一层碳源材料,如甲烷或乙炔。

然后,利用高温和催化剂的作用,使碳源材料在基片上形成石墨烯层。

化学气相沉积法可以生产高质量、大面积的石墨烯,且可以控制石墨烯的厚度和结构。

然而,该方法需要较昂贵的设备和较复杂的工艺流程。

除了以上三种主要的石墨烯生产工艺外,还有一些其他辅助工艺被用于改善石墨烯的质量和性能。

例如,化学还原法可以通过在石墨烯表面引入还原剂来修复石墨烯的缺陷并改善其导电性。

等离子体刻蚀可以用于剥离石墨烯的基片,使其可以在不同的基片上转移到。

总之,石墨烯的生产工艺多样,每种工艺都有其优缺点。

在实际生产中,选择适合自身条件和需求的工艺是非常重要的。

随着对石墨烯应用的不断研究和发展,相信会有更多更高效的石墨烯生产工艺被不断探索和应用。

石墨烯是怎么制造的?

石墨烯是怎么制造的?

石墨烯是怎么制造的?
石墨烯是近年来般引发追求的一种新型材料,其制造工艺可以通过以下过程来实现。

1. 在氖气的催化作用下进行切割。

石墨烯是由石墨制得的,因此要实现切割,首先要经过极端高温的加热。

在加热的过程中,在石墨粉末中添加氖气,形成了气体体系,引发化学反应而生成了石墨烯。

2. 结晶高温焙烧。

石墨切片被放置在结晶炉中,在一定的温度和压力的作用下,石墨能够经过一定的结晶过程,最终形成石墨烯。

3. 冷却成形。

当石墨烯制造结束后,马上进行冷却,此时采用的方式有空气冷却、水冷却、流体冷却等,其他过程也根据使用的冷却方法而改变,当冷却完成后,石墨烯就造具备了一定的力学性能,可以进行研究利用。

4. 分离与组装。

经过上述过程,石墨烯已经制成了单一的层状物,此时需要将其分离,并经过组装来形成所需要的石墨烯。

5. 功能涂覆。

经过组装和分离,石墨烯形成之后,就可以进行功能涂覆,如氧化处理、电镀处理等,使其具有特定的功能,以满足各种工业的需求。

综上所述,石墨烯的制造过程主要是以上,在过程中主要是通过气氛加热等措施实现的,需要有一定的技术才能掌握和完成,现在的石墨烯技术日趋成熟,服务于多个领域。

石墨烯生产方法

石墨烯生产方法

石墨烯生产方法
石墨烯是一种由碳原子形成的单层二维晶体结构,具有许多独特的物理和化学性质。

以下是一些常见的石墨烯生产方法:
1. 机械剥离法(Scotch tape method):这是最早发现石墨烯的方法之一。

通过使用胶带多次在石墨表面粘取和剥离,可以逐渐剥离出单层的石墨烯。

2. 化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition,CVD):这是目前最常用的石墨烯生产方法。

在高温下,将碳源(如甲烷)和载气(如氢气)引入反应室中,通过化学反应在衬底表面沉积出石墨烯薄膜。

3. 石墨氧化还原法(Graphite Oxide Reduction):通过将石墨氧化物(如氧化石墨烯)在化学试剂的作用下还原,可以得到石墨烯。

4. 液相剥离法(Liquid Phase Exfoliation):将石墨粉末悬浮在液体介质中,通过超声处理或剪切力,使石墨层逐渐剥离,最终得到石墨烯。

5. 碳化硅热分解法(Silicon Carbide Thermal Decomposition):在高温下,将碳化硅衬底与金属催化剂(如铂)共热处理,使碳源分解并在衬底表面形成石墨烯。

需要注意的是,以上只是一些常见的石墨烯生产方法,随着科技的
发展,还有许多其他创新的方法被提出和应用。

石墨烯工艺流程

石墨烯工艺流程

石墨烯工艺流程石墨烯是一种具有独特结构和性质的二维材料,具有极高的导电性、热导率和机械强度,因此在电子、光电子、能源存储等领域具有广泛的应用前景。

石墨烯的制备工艺流程对于其性能和应用具有重要影响,下面将介绍一种常用的石墨烯制备工艺流程。

1. 原料准备。

石墨烯的制备原料主要包括天然石墨粉和氧化剂,其中氧化剂常用的有硫酸、硝酸等。

在制备过程中,需要严格控制原料的纯度和质量,以确保制备出的石墨烯具有良好的性能。

2. 氧化石墨粉制备。

首先将天然石墨粉与氧化剂混合,并在一定温度下进行氧化反应,生成氧化石墨粉。

这一步骤是制备石墨烯的关键,氧化石墨粉的质量和结构对最终石墨烯的性能有重要影响。

3. 氧化石墨粉还原。

经过氧化反应后的石墨粉需要进行还原处理,将氧化物还原成石墨烯。

常用的还原方法包括化学气相沉积法、化学溶液法等,其中化学气相沉积法可以制备大面积、高质量的石墨烯薄膜。

4. 石墨烯薄膜制备。

经过还原处理的石墨烯可以通过机械剥离、化学剥离等方法制备成薄膜状的石墨烯材料。

石墨烯薄膜的制备过程需要严格控制温度、压力等参数,以确保薄膜的质量和结构。

5. 石墨烯材料表征。

制备好的石墨烯材料需要进行结构表征和性能测试,包括扫描电子显微镜观察、拉曼光谱分析、电学性能测试等。

通过表征和测试可以评估石墨烯材料的质量和性能,为后续的应用研究提供重要参考。

总结。

石墨烯的制备工艺流程包括原料准备、氧化石墨粉制备、氧化石墨粉还原、石墨烯薄膜制备和石墨烯材料表征等步骤。

在每一步骤中都需要严格控制参数和条件,以确保制备出的石墨烯具有良好的性能和结构。

石墨烯的制备工艺流程对于其应用具有重要影响,随着技术的不断进步和创新,石墨烯的制备工艺也在不断完善和优化,为其在电子、光电子、能源存储等领域的应用提供了更广阔的发展空间。

论石墨烯的制备方法

论石墨烯的制备方法

论石墨烯的制备方法石墨烯是由碳原子构成的二维薄片材料,具有很多特殊的物理和化学性质,因此被广泛应用于电子学、能源储存、传感器和生物医学等领域。

石墨烯的制备方法主要有机械剥离法、化学气相沉积法、化学氧化还原法、溶剂剥离法及化学气液沉积法等。

下面将就这些制备方法进行详细介绍。

机械剥离法是最早被发现和广泛应用的制备石墨烯的方法之一。

这种方法首先通过机械剥离或剥离胶带等方式,将石墨晶体剥离成单层的石墨烯薄片。

虽然这种方法简单易行,但对石墨晶体的质量要求较高,并且生产规模较小,实用性较差。

化学气相沉积法是目前应用最广泛的石墨烯制备方法之一。

该方法通过将石墨基底置于所需的沉积气体中,在高温下进行石墨烯的生长。

这种方法的优点是可以在大面积上制备高质量的石墨烯,并且可以控制石墨烯的层数。

该方法需要高温、昂贵的设备和复杂的工艺流程,因此不适合大规模生产。

化学氧化还原法是通过将石墨氧化成氧化石墨烯,然后再还原成石墨烯的方法。

这种方法的优点是原料易得,并且可以制备大面积的石墨烯薄片。

该方法中的氧化步骤容易引入杂质,同时还原步骤对环境有一定的污染,因此对于一些特殊应用领域比较受限制。

溶剂剥离法是通过溶剂的作用将石墨氧化剥离成石墨烯的方法。

该方法的优点是工艺简单,可以制备大质量的石墨烯,并且可以与其他材料复合,形成功能性复合材料。

剥离过程中容易引入溶剂残留物和杂质,需要进一步的处理步骤。

石墨烯的制备方法涵盖了机械剥离法、化学气相沉积法、化学氧化还原法、溶剂剥离法和化学气液沉积法等多个方面,每种方法都有其适用的场景和优缺点。

随着石墨烯技术的不断发展,相信制备方法会越来越多样化,更加符合实际应用需求。

石墨烯的制备

石墨烯的制备

石墨烯的制备
石墨烯的制备如下:
1、微机械剥离法
方法:用光刻胶将其粘到玻璃衬底上,再用透明胶带反复撕揭,然后将多余的高定向热解石墨去除并将粘有微片的玻璃衬底放入丙酮溶液中进行超声,最后将单晶硅片放入丙酮溶剂中,利用范德华力或毛细管力将单层石墨烯“捞出”。

缺点:产物尺寸不易控制,无法可靠地制备出长度足够的石墨烯,不能满足工业化需求。

2、外延生长法
方法: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。

缺点:对制备所需的sic晶面要求极高,而且在sic上生长的石墨烯难以剥离。

3、化学气相沉积法(CVD法)
方法:将碳氢化合物甲烷、乙醇等通入到高温加热的金属基底表面,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。

缺点:制备所需条件苛刻,需要高温高真空。

成本高,生长完成后需要腐蚀铜箔的到石墨烯。

4、氧化还原法
方法:先用强氧化剂浓硫酸、浓硝酸、高锰酸钾等将石墨氧化成氧化石墨,氧化过程即在石墨层间穿插一些含氧官能团,从而加大了石墨层间距,然后经超声处理一段时间之后,就可形成单层或数层氧化石墨烯,再用强还原剂水合肼、硼氢化钠等将氧化石墨烯还原成石墨烯。

缺点:化学反应程度很难控制,反应不完全的情况下会有大量杂质。

石墨烯

石墨烯

石墨烯石墨烯声明:百科词条人人可编辑,词条创建和修改均免费,绝不存在官方及代理商付费代编,请勿上当受骗。

详情>> 石墨烯(二维碳材料)编辑本词条由“科普中国”百科科学词条编写与应用工作项目审核。

石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜,是一种只有一个原子层厚度的准二维材料,所以又叫做单原子层石墨。

英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯,因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法,薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。

[1] 由于其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性,在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到了长足的发展。

作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯被称为“黑金”,是“新材料之王”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。

极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。

中文名石墨烯外文名Graphene 发现时间2004年主要制备方法机械剥离法、气相沉积法、氧化还原法、SiC外延法主要分类单层、双层、少层、多层(厚层)基本特性强度柔韧性、导热导电、光学性质应用领域物理、材料、电子信息、计算机等目录1 研究历史2 理化性质? 物理性质? 化学性质3 制备方法? 粉体生产方法? 薄膜生产方法4 主要分类? 单层石墨烯? 双层石墨烯? 少层石墨烯? 多层石墨烯5 主要应用? 基础研究? 晶体管? 柔性显示屏? 新能源电池? 航空航天? 感光元件? 复合材料6 发展前景? 中国? 美国? 欧洲? 韩国? 西班牙? 日本研究历史编辑实际上石墨烯本来就存在于自然界,只是难以剥离出单层结构。

石墨烯一层层叠起来就是石墨,厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。

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石墨烯的制作工艺方法是什么
石墨烯的制作工艺方法是什么?提到石墨烯,大部分人可能都不陌生,因为这是近两年在网络和报刊杂志上经常出现的词汇——一种功能十分强大的新型材料。

不过它的制备却一直成为了阻碍的发展的重要因素。

今天我们就一起来看看石墨烯的制作方法是什么。

化学气相沉积法
化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition,CVD)在规模化制备石墨烯的问题方面有了新的突破(参考化学气相沉积法制备高质量石墨烯)。

CVD法是指反应物质在气态条件下发生化学反应,生成固态物质沉积在加热的固态基体表面,进而制得固体材料的工艺技术。

麻省理工学院的Kong等、韩国成均馆大学的Hong等和普渡大学的Chen等在利用CVD法制备石墨烯。

他们使用的是一种以镍为基片的管状简易沉积炉,通入含碳气体,如:碳氢化合物,它在高温下分解成碳原子沉积在镍的表面,形成石墨烯,通过轻微的化学刻蚀,使石墨烯薄膜和镍片分离得到石墨烯薄膜。

这种薄膜在透光率为80%时电导率即可达到1.1×106S/m,成为透明导电薄膜的潜在替代品。

用CVD法可以制备出高质量大面积的石墨烯,
但是理想的基片材料单晶镍的价格太昂贵,这可能是影响石墨烯工业化生产的重要因素。

CVD法可以满足规模化制备高质量石墨烯的要求,但成本较高,工艺复杂。

先进纳米材料制造商和技术服务商——江苏先丰纳米材料科技有限公司,2009年成立以来一直在科研和工业两个方面为客户提供完善服务。

科研客户超过一万家,工业客户超过两百家。

南京先丰纳米材料科技有限公司2009年9月注册于南京大学国家大学科技园内,现专注于石墨烯、类石墨烯、碳纳米管、分子筛、银纳米线等发展方向,立志做先进材料及技术提供商。

2016年公司一期投资5000万在南京江北新区浦口开发区成立“江苏先丰纳米材料科技有限公司”,建筑面积近4000平方,形成了运营、研发、中试、生产全流程先进纳米材料制造和技术服务中心。

现拥有石墨烯粉体、石墨烯浆料和石墨烯膜完整生产线,2017年年产高品质石墨烯粉末50吨,石墨烯浆料1000吨。

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