膨胀石墨制备石墨烯的可行性研究

本文以鳞片石墨为原料,采用化学法经氧化酸化插层、水洗、干燥、高温膨胀过程制备膨胀石墨,再采用超声剥离法制备出少层数石墨烯片;并对制备膨胀石墨时的相关影响因素及插层机理作了初步探讨。结果表明：对不同工艺条件下制备的膨胀石墨,其层间距变化非常微小,但是其衍射强度却有明显下降;不管是细鳞片石墨还是大鳞片石墨制备成膨胀石墨,再次进行酸化处理后,加入插层剂后经过超声剥离就可以得到少层数的片状石墨烯。膨胀石墨制备石墨烯,不失为一种能高效、可行地方法。     

膨胀石墨负载氮掺杂二氧化钛降解甲基橙的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了膨胀石墨负载TiO2和负载氮掺杂TiO2(N-TiO2)光催化剂,用XRD和SEM对样品进行表征,并以甲基橙溶液为目标降解物进行光催化性能的评价。结果表明:纳米TiO2可牢固地负载在膨胀石墨表面和层间,当达到吸附平衡后,煅烧温度为500℃条件下制备的膨胀石墨负载N-TiO2光催化剂在加入量为10 g/L、反应时间60 min的条件下,对初始浓度为15 mg/L的甲基橙溶液的降解率达到95.2%。     

β-甲壳素的溶解及其流变性能分析

β-甲壳素是由鱿鱼软骨中提取的,其晶型结构区别于α-型。在LiCl/N-甲基吡咯烷酮和NaOH/尿素这两种溶剂体系中,β-甲壳素都表现出比α-甲壳素更好的溶解性能。通过对于LiCl/N-甲基吡咯烷酮体系做不同浓度的流变曲线,可以看出β-甲壳素的LiCl/N-甲基吡咯烷酮为假塑性流体,可纺性良好。通过红外图谱分析,LiCl/N-甲基吡咯烷酮体系溶解的甲壳素未发生晶型的转变。     

机械剥离法制备高质量石墨烯的初步研究

采用机械剥离法制备了高质量的石墨烯。利用光学显微镜、原子力显微镜和拉曼光谱仪分析了石墨烯的厚度、形貌和结构。结果表明剥离的石墨薄层包含了高质量的单层及2~3层石墨烯。机械剥离法是制备高质量石墨烯最简单的方法。     

新方法可人工合成高质量石墨烯

[科技日报]据美国物理学家组织网10月17日报道,美国科学家表示,他们研发了一种人工合成高质量石墨烯的技术,新方法不仅可控且可进行扩展,有望为下一代电子设备的研制铺平道路。相关研究将发表在今年的第11期《碳》杂志上。石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的二维晶体,只有一层碳原子的厚度,是迄今最薄也最坚硬的     

化学法制备石墨烯对环氧树脂导电性能的影响

通过化学氧化热解膨胀还原法制备了石墨烯,并对石墨烯的化学结构及微观形貌进行表征.将自制的石墨烯以及商业级的碳纳米管、富勒烯、石墨分别作为纳米导电填料加入到环氧树脂中,考察不同碳纳米材料对环氧树脂导电性能的影响.结果表明:所制备的石墨烯是不同于氧化石墨烯和热解膨胀石墨薄层的单层或少数层的二维材料;当石墨烯体积分数为0.25%时,复合材料的电导率发生渗流突变,而当体积分数增大到0.50%时,其电导率为2.02×10-7 S·m-1,导电性能得到显著增强.     

浓硫酸在可膨胀石墨制备中的作用

在常温下的制备可膨胀石墨的各种方法中,浓硫酸起重着作用,研究表明,浓硫酸影响着可膨胀石墨的膨胀容积和含硫量,而它们恰是决定可膨胀石墨质量高低的重要参数,研究膨胀石墨制备的反应机理可以得出这种影响的根本原因在于浓硫酸与石墨形成了层间化合物。     

氧化石墨烯-铁基复合材料的制备及热稳定性能研究

采用改进的hummers法制备氧化石墨,通过超声震荡剥离成单层的氧化石墨烯.以制备的氧化石墨烯作为原料,水热法合成四氧化三铁/氧化石墨烯复合材料.利用SEM,XRD,Raman对此复合材料物相结构及形貌进行表征,并对样品进行热重-差热分析,获得较优的热稳定性能,从而更好地应用于阻燃领域.     

以Kevlar聚合物与氧化锌为成分的“动力衬衫”

与以往不同,本期的化学热点仅有三篇新人榜论文,而且排名最后三位。论文群8报道了具有导电能力的石墨碳原子单层。该论文由伊利诺伊州西北大学的SonBinh Nguyen教授与Rodney Ruoff教授所领导的研究小组完成。他们经过研究发现,可以通过水合肼还原氧化石墨制备单层碳原子的石墨烯。此方法稍微有背常规,但非常有效,研究人员猜测,原理是肼攻击石墨表面的环氧化物上的氧形成环乙亚胺,然后消除氮原子,让碳原子以sp^2的状态生成石墨烯。     

热解-模板法制备石墨烯的分子动力学模拟探究

提出一种以废弃塑料热解产物为碳源,以石墨微片为模板,通过石墨微片的生长来制备石墨烯的设想。为了探索该设想的可行性和反应机理,以聚乙烯为例,采用反应分子动力学模拟方法从原子尺度对热解-模板法制备石墨烯的过程进行了研究。结果表明,在一定的温度条件下,聚乙烯分解产生具有高反应活性的乙烯基自由基和甲基自由基,这些自由基在降温过程中会接枝到石墨微片的边缘从而生长石墨烯。这说明以废弃塑料为碳源,加热分解后在石墨微片上生长石墨烯的设想具有可行性。分析了加热时间、冷却时间等条件对石墨烯生长过程的影响,可为实验制备石墨烯提供理论指导和参考。     

新方法可人工合成高质量石墨皤

[科技日报]据美国物理学家组织网10月17日报道,美国科学家表示,他们研发了一种人工合成高质量石墨烯的技术,新方法不仅可控且可进行扩展,有望为下一代电子设备的研制铺平道路。相关研究将发表在今年的第11期《碳》杂志上。石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的二维晶体,只有一层碳原子的厚度,是迄今最薄也最坚硬的材料,其导电、导热性能超强,远远超过硅和其他传统的半导体材料。科学家们认为,石墨烯有望彻底变革材料科学领域,未来或能取代硅成为电子元件材料,广泛应用于     

过氧乙酸预氧化插层膨胀法制备膨胀石墨及对其导电性能的影响

本文以过氧乙酸为预氧化剂、浓硫酸为插层剂,采用化学氧化法制备了不同氧化程度的石墨层间化合物,并对其进行微波膨胀获得膨胀石墨. 本文采用SEM、XRD和FT-IR对石墨层间化合物和膨胀石墨的形貌、结构和含氧官能团的变化进行表征,研究预氧化时间对膨胀石墨膨胀容积及导电性能的影响. 结果表明,当预氧化时间为20 min时插层膨胀最好,获得的膨胀石墨膨胀容积达到275 mL/g,此时所制备的柔性石墨箔电导率达到2000 S/m,表现出极好的导电性能. 本工作为绿色制备具有高膨胀容积的膨胀石墨提供了思路.     

天然鳞片石墨制备纳米石墨片的工艺

为简化纳米石墨的制备工艺流程,以天然鳞片石墨为原料,通过化学法制备膨胀石墨,继而采用球磨法和超声波法制备纳米石墨,同时,研究了球磨时间和超声波时间对制备工艺的影响。结果表明：膨胀石墨的剥离,超声波法优于球磨法。随着超声时间的延长,膨胀石墨片层间剥离的越充分。通过SEM、XRD以及拉曼光谱分析可知,超声波时间超过5h可制备出纳米石墨。     

突破最后瓶颈:质子辅助制备超平整石墨烯

石墨烯(即单原子层的石墨)由碳原子紧密堆积而形成二维蜂窝状结构,是构成其他碳材料的基本单元.2004年,英国曼彻斯特大学盖姆研究组利用胶带剥离块体石墨,首次解离出微米尺寸的石墨烯片层[1].石墨烯独特的晶体和能带结构,赋予其非凡的力、热、光和电学性能,具备非常高的研究价值,尤其是石墨烯中的载流子在输运过程中极少受到杂质...     

超临界CO2/甲醇流体制备PtRu/石墨烯催化剂应用于甲醇氧化

采用一种有效、方便和环境友好的超临界方法将PtRu沉积在热解还原石墨烯上.在超临界CO2作用下,以H2PtCl6和RuCl3作为前驱体的铂钌纳米粒子均匀地分散在石墨烯表面,且平均尺寸为2.87 nm.生成的复合材料通过循环伏安法、计时电流法和CO溶出实验来进行研究.与用相同的方法制备的PtRu/炭黑（Vulcan XC-72）复合材料相比,PtRu/膨胀还原石墨烯对甲醇氧化的电催化活性和对CO电氧化活性有了很大的改善.实验结果显示,利用超临界流体可以很容易制备高活性的石墨烯负载型金属电催化剂.     

高膨胀体积无硫可膨胀石墨的制备与表征

以天然鳞片石墨为原料,高氯酸为插层剂,高锰酸钾为氧化剂,采用化学氧化法制备无硫可膨胀石墨,利用正交试验方法优化出最佳工艺条件为C∶KMnO_4∶HClO_4(g∶g∶m L)=1∶0.4∶7,反应温度为30℃,反应时间为70 min,在此条件下制备得到的可膨胀石墨的膨胀体积达390 m L/g。相关影响因素的大小依次为反应温度、高锰酸钾用量、反应时间、高氯酸用量。对制备样品进行SEM表征可知,可膨胀石墨的层间距明显大于天然鳞片石墨的层间距,膨胀石墨具有蠕虫状结构,表面具有很多孔隙,以大、中孔为主。FTIR测试表明,高氯酸插入到了石墨层间。     

膨胀石墨的制备与表征

为研究膨胀石墨制备过程中添加剂和过程参数对其性能的影响,采用化学氧化插层法制备膨胀石墨,通过改变插层剂、氧化剂用量及反应温度、反应时间、干燥时间相关参数优化膨胀石墨的制备工艺.结果表明：石墨（g）、浓硫酸（mL）、高锰酸钾（g）用量比10：30：1、反应温度50 ℃、反应时间90 min、干燥时间24 h的条件下,制得的可膨胀石墨膨胀体积最大,为260 mL/g.采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对产物的组成和结构进行分析表征,结果显示膨胀石墨的结晶度高、晶粒大、排列规整、缺陷较少.     

石墨烯薄膜的化学气相法制备及光、电特性研究

利用化学气相沉积方法制备了石墨烯薄膜,并研究了其光电特性。以乙醇做反应原料、氩气作为携载气体,在873 K、973 K、1 073 K的温度下合成石墨烯薄膜。应用光学显微镜观察,发现在1 073 K时能够制备大面积均匀、平整光滑的石墨烯薄膜。纳曼光谱分析结果表明:制备的石墨烯薄膜出现2 650 cm-1的石墨烯的特征峰-D强峰,同时该峰强度随温度的升高而迅速增强,说明低温不能使沉积的碳原子有效的石墨化为石墨烯,而较高的温度有助于乙醇分解并石墨化为石墨烯薄膜。在1 073 K时沉积的石墨烯薄膜具有良好的光、电特性,其电子迁移率可以达到104 cm2.(V.s)-1,光透射率达97%,因此,可用于制备石墨烯晶体管、太阳能电池等光电子器件。     

石墨烯及其应用前景

正具有新型结构和优异性能的石墨烯对全球产业的发展具有重要意义,日益受到人们关注。如今,作为引领未来产业革命的关键性材料,石墨烯已成为材料领域的研究热点。石墨烯是什么2004年,英国科学家在实验室中从石墨上剥离出石墨薄片,并重复操作,最终得到仅由一层碳原子构成的薄片,即石墨烯。     

石墨层间化合物研究

石墨是一种六方结构的层状材料。层内的碳原子以共价键相结合,而层间以弱的范德瓦尔力结合。所以,化合物易于层间到碳层层面之间,而形成了石墨层间化合物。它有新的物理、化学特性以及有价值的应用[1,2]。 我们制备了石墨-SbCl5层间化合物。通过X-光分析和实验参数,初步确定了石墨层间化合物的级数n与层间温度T,时间t的关系。用自制r.f(射频)电导仪测得二级石墨-SbCl5层间化合物(C24SbCl5)电导率最高,它介于铜和铝之间(约4.4 × 105(Ωcm)-1)。它高于Thompson[3]和Streifinger[4]给出的石墨-SbCl5层间化合物电导率的值。而仅低于二级…