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3D石墨烯CVD法制备与表征(4)

时间:2022-06-03 20:53来源:毕业论文
因为石墨烯中的大部分原子有离域的趋势,导致处于上下面的电子可以无规律 的进行移动。再加上比较稳定的共价体系,石墨烯中的碳很难被其他原子取

因为石墨烯中的大部分原子有离域的趋势,导致处于上下面的电子可以无规律 的进行移动。再加上比较稳定的共价体系,石墨烯中的碳很难被其他原子取代,这 也确保了大 π 键稳定规整性。由于电子经过石墨烯时,石墨烯的晶格缺陷比较小, 所以不会受到阻挠,电子可以快速的通过,这也是为什么石墨拥有非常优异的导电 性的原因所在。

(3)光学性能

根据现有的光学技术检测发现,单层石墨烯可吸收 2。3%的可见光和红外光,且 与波长无关[9]。通过这也数据,可以反推出单层石墨烯的光透过率高达惊人的 97。7%,石墨烯这一惊人的透光性能和人们日常生活中接触的概念也许大相径庭, 但是和石墨烯优良的导电性能相互结合就会发现在将来的透明导电薄膜领域,石墨 烯将稳稳的占据一席之地的位置。同时,通过石墨烯的吸光率,我们还可以大致的 估算石墨烯的层数,这也为今后的科研提供了一项切实有效的分析方法。石墨烯除了具有不同寻常的强度性能,电学和光学性能之外,它还有独特的导 热性能。来自美国加州大学的科研工作者通过利用共焦显微镜的激光频率和拉曼光 谱 G 峰的对应关系[10],得到了室温条件下硅/二氧化硅基底上的单层石墨烯的室温 热导率范围,同时也测量了石墨烯 G 峰的温度系数。经过试验对比所得所得,这种 条件下石墨烯的热导率大概是同等条件下铜的 10 倍左右。与通常所用的碳纳米管 相比,石墨烯依然具有不可多得的优势。这也直接表明如果再进一步对石墨烯的深 入研究,那么石墨烯在大规模集成电路和新兴电子产品的散热等方面的应用前景将 非常广阔。论文网

(4)超大的比表面积

由于石墨烯的碳原子经过 SP2 杂化而得到一个非常平坦的平面结构,这也使得 它自然而然的拥有了比较大的比表面积,与一些比表面积比较大的活性炭相比较, 石墨烯的比表面积大约高出其 3 成左右,而它的厚度却只有惊人的 0。335nm,正是 由于这超大的比表面积使得石墨烯成为各种领域的成长新星,它也同时拥有一片大好的应用前景。

1。3  现有制备石墨烯的方法

小型的石墨烯薄片,通常需要构造或组装成宏观的材料,应用于实际中。因此, 这里介绍的一些制备二维石墨烯的方法,也可以用于制备三维石墨烯。

1。3。1  微机械剥离法

微机械剥离法主要是借助普通透明胶带的黏着力利用机械力来分离石墨烯的 片层的一种得到石墨烯的常用方法。Geim 等利用氧等离子束先在高定向热解石墨 表面刻出一定宽度,深大约为 5μm 的微型凹槽[11],然后用光刻胶把它粘到二氧化 硅衬底上进行高温烧制,再用普通的透明胶带反复地从烧好的制品上分离出石墨薄 片,随后放入剩有丙酮溶液的容器中进行超声振荡,最后将单晶硅片放入丙酮溶液 中,在这期间因为范德华力和毛细管力的作用,单层石墨烯薄片会吸附在硅片上进 行了转移[12],这样石墨烯就制备而成了。这种方法制备的石墨烯经过科研人员的检 测可以发现它们具有非常规整的晶粒,但是这种方法需要耗费大量的人工时间,而 且所得产品的尺寸大小不能很好的控制,因此不适合大规模的工业化生产。

1。3。2  石墨插层法

石墨烯插层法简单来说就是利用插层剂和石墨混合之后的到的层间化合物,由 于其中的插层剂阻隔了石墨层与层之间的比较强的范德华力的作用,使得石墨层与 层之间的吸引力没有以前那么强,当碱族金属作为插层剂插入后,它们周围不稳定 的电子就会趁机进入到石墨的晶格当中,晶格接受电子之后就会带上负电荷,当临 近两层的晶格各带负电荷之时,它们所产生的斥力使得石墨晶体更加容易的被分离 开来,然后通过超声和离心处理得到石墨烯片[13-15],由于插层剂会影响所分离得到 的石墨烯的物理化学性能,而且碱族金属的价格也比较昂贵,因此此方法不推荐工 业化大规模的生产,只适合小范围的科学研究用。 3D石墨烯CVD法制备与表征(4):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_94797.html

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