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如何生產石墨烯

根據原料和用途的不同,有幾種不同的方法。壹般來說,有氣相沈積法、氧化還原法和插層法。

1氣象沈積法主要是含碳氣體(甲烷,隱約)。在壹定的溫度和壓力條件下,碳原子附著在生長基上,形成單層碳結構物質,逐漸生長。優點:得到的石墨烯結構良好,尺寸不受原料限制。缺點:制備工藝復雜,生產效率低。

氧化還原法是用氧化劑將石墨逐層氧化,借助超聲波將氧化層剝離。然後用還原劑還原氧化石墨層,得到石墨烯。優點:成本低,生產效率高。缺點:石墨烯的大小由原料決定,使用的氧化劑和還原劑可能會汙染環境。

3插層法是將插層物質填充到石墨層間的空隙中,從而克服層間的範德華力,使層間分散,從而得到石墨烯。這個方法還在研發階段。

擴展數據:

石墨烯具有優異的光學、電學和力學性能,在材料科學、微納加工、能源、生物醫學和藥物輸送等領域具有重要的應用前景,被認為是未來的革命性材料。英國曼徹斯特大學的物理學家安德烈·格姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫通過微機械剝離法成功地將石墨烯從石墨中分離出來,因此* * *獲得了2010諾貝爾物理學獎。

石墨烯粉末生產的常用方法有機械剝離法、氧化還原法和SiC外延生長法,薄膜生產的方法有化學氣相沈積法(CVD)。2065438年3月31日,中國首條石墨烯有機太陽能光電器件全自動生產線在山東菏澤開工。該項目主要生產能在弱光下發電的石墨烯有機太陽能電池(以下簡稱石墨烯OPV),解決了應用受限、對角度敏感、建模困難三大太陽能發電難題。

1單層石墨烯

單層石墨烯是指由壹層具有苯環結構的碳原子組成的二維碳材料(即六方蜂窩狀結構)。

2雙層石墨烯

雙層或雙層石墨烯:是指由兩層碳原子以不同的堆積方式(包括AB堆積和AA堆積)周期性緊密堆積成苯環結構(即六方蜂窩狀結構)而構成的二維碳材料。

3幾層石墨烯

少層是指由3-10層碳原子以不同的堆積方式(包括ABC堆積和ABA堆積)周期性緊密堆積在苯環結構(即六方蜂窩結構)中構成的二維碳材料。?

4多層石墨烯

多層石墨烯又稱多層石墨烯:是指厚度大於10層小於10nm的二維碳材料,其中具有苯環結構(即六角蜂窩結構)的碳原子以不同的堆積方式(包括ABC堆積和ABA堆積)堆積而成。

碳元素

碳是壹種非常常見的元素,以各種形式廣泛存在於大氣和地殼中。簡單碳的認識和利用由來已久,碳-有機物的壹系列化合物是生命的基礎。碳是生鐵、熟鐵和鋼的成分之壹。碳能以化學方式結合自身,形成大量化合物,是生物學和商業中的重要分子。生物體中的大多數分子都含有碳。

存在形式

碳有各種形式,如晶體元素碳,如金剛石和石墨;有無定形碳如煤;有動植物等復雜的有機化合物;碳酸鹽,如大理石。元素碳的物理和化學性質取決於它的晶體結構。高硬度的金剛石和軟膩的石墨有不同的晶體結構,各有各的外觀、密度和熔點。

參考資料:

百度百科-石墨烯

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