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旧电脑变石墨烯的方法

发布时间:2022-09-22 23:36:53

㈠ 有什么设备可以提炼石墨烯

石墨烯是一种二维晶体,人们常见的石墨是由一层层以蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠而形成的,石墨的层间作用力较弱,很容易互相剥离,形成薄薄的石墨片。当把石墨片剥成单层之后,这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。石墨烯的最新发现是人们在防腐蚀方面最有效的方法。常用的聚合物涂层很容易被刮伤,降低了保护性能;而石墨烯来做保护膜,显着延缓了金属的腐蚀速度,更加坚固抗损伤。石墨烯不仅是电子产业的新星,应用于传统工业的前途也不可限量。其应用方向:海洋防腐、金属防腐、重防腐等领域。石墨烯具有良好的导热、导电性能。然而利用石墨烯其研制生产的柔性石墨烯散热薄膜能帮助现有笔记本电脑、智能手机、LED显示屏等,石墨烯能有助于大大提升散热性能。
石墨烯是世上最薄也是最坚硬的纳米材料 ,它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;导热系数高达5300 W/(m·K),高于碳纳米管和金刚石,常温下其电子迁移率超过15 000 cm /(V·s),又比纳米碳管或硅晶体高,而电阻率只约10 Ω·cm,比铜或银更低,为世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低,电子跑的速度极快,因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体,也适合用来制造透明触控屏幕、光板,甚至是太阳能电池。
石墨烯是由碳六元环组成的两维(2D)周期蜂窝状点阵结构,它可以翘曲成零维(0D)的富勒烯(fullerene),卷成一维(1D)的碳纳米管(carbon nano-tube,CNT)或者堆垛成三维(3D)的石墨(graphite),因此石墨烯是构成其他石墨材料的基本单元。石墨烯的基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环,是最理想的二维纳米材料。
理想的石墨烯结构是平面六边形点阵,可以看做是一层被剥离的石墨分子,每个碳原子均为sp2杂化,并贡献剩余一个p轨道上的电子形成大π键,π电子可以自由移动,赋予石墨烯良好的导电性。二维石墨烯结构可以看做是形成所有sp2杂化碳质材料的基本组成单元。
目前得到石墨烯的方法主要是先将天然石墨氧化,得到氧化石墨烯,再通过一定手段将氧化石墨烯还原,从而得到石墨烯。
制备方法石墨烯的合成方法主要有两种:机械方法和化学方法。机械方法包括微机械分离法、取向附生法和加热SiC的方法;化学方法是化学还原法与化学解离法。微机械分离法
最普通的是微机械分离法,直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来。

㈡ 石墨烯怎么制作

利用氧化还原法制作:

氧化还原法是通过使用硫酸、硝酸等化学试剂及高锰酸钾、双氧水等氧化剂将天然石墨氧化,增大石墨层之间的间距,在石墨层与层之间插入氧化物,制得氧化石墨(Graphite Oxide)。

然后将反应物进行水洗,并对洗净后的固体进行低温干燥,制得氧化石墨粉体。通过物理剥离、高温膨胀等方法对氧化石墨粉体进行剥离,制得氧化石墨烯。

最后通过化学法将氧化石墨烯还原,得到石墨烯(RGO)。这种方法操作简单,产量高,但是产品质量较低。氧化还原法使用硫酸、硝酸等强酸,存在较大的危险性,又须使用大量的水进行清洗,带大较大的环境污染。

(2)旧电脑变石墨烯的方法扩展阅读

分类

1、单层石墨烯

单层石墨烯(Graphene):指由一层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子构成的一种二维碳材料。

2、双层石墨烯

双层石墨烯(Bilayer or double-layer graphene):指由两层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括AB堆垛,AA堆垛等)堆垛构成的一种二维碳材料。

3、少层石墨烯

少层石墨烯(Few-layer):指由3-10层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括ABC堆垛,ABA堆垛等)堆垛构成的一种二维碳材料。

4、多层石墨烯

㈢ 石墨烯是怎么获得的

石墨是由一层层蜂窝状有序排列的平面碳原子构成的晶体。当把石墨片通过物理或化学方法剥成单层之后,这种只有一个单原子层的石墨薄片称为单碳层石墨烯。

2017年数据

我国对石墨烯领域的研究与开发也较早就给予了关注。根据国土资源部统计,我国石墨储量占全球的70%以上,石墨烯研发应用水平也与发达国家基本同步。

㈣ 石墨烯的合成方法

最普通的是微机械分离法,直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来。 典型制备方法是用另外一种材料膨化或者引入缺陷的热解石墨进行摩擦,体相石墨的表面会产生絮片状的晶体,在这些絮片状的晶体中含有单层的石墨烯。 但缺点是此法是利用摩擦石墨表面获得的薄片来筛选出单层的石墨烯薄片,其尺寸不易控制,无法可靠地制造长度足供应用的石墨薄片样本。

㈤ 石墨烯的制备方法

1.1微机械剥离法
石墨烯最早是通过微机械剥离法制得的。2004年,曼彻
斯特大学Geim等[1]用胶带从石墨上剥下少量单层石墨烯片,
成为石墨烯的发现者,并引发了新一波碳质材料的研究热潮。
该法虽然可以获得质量较好的单层和双层石墨烯,能部分满
足实验室的研究需要,但产量和效率过低,高质量的石墨烯的
规模制备成为人们追求的目标。
1.2氧化石墨还原法
近年来,人们不断的探索新方法以提高石墨烯的产量,其
中氧化还原法由于其稳定性而被广泛采用。这种方法首先制
备氧化石墨∞],先将石墨粉分散在强氧化性混合酸中,例如浓
硝酸和浓硫酸,然后加入高锰酸钾或氯酸钾强等氧化剂得到
氧化石墨,再经过超声处理得到氧化石墨烯,最后通过还原得
到石墨烯。
然而,氧化过程会导致大量的结构缺陷,这些缺陷即使经
1100℃退火也不能完全被消除,仍有许多羟基、环氧基、羰基、
羧基的残留。缺陷导致的电子结构变化使石墨烯由导体转为半导体,严重影响石墨烯的电学性能,制约了它的应用。但是
含氧基团的存在使石墨烯易于分散在溶剂中,且使石墨烯功
能化,易于和很多物质反应,使石墨烯氧化物成为制备石墨烯
功能复合材料的基础。1.3石墨层间化合物途径
石墨插层复合物是以天然鳞片石墨为原料,通过在层间
插入非碳元素的原子、分子、离子甚至原子团使层间距增大,
层间作用力减小,形成层间化合物。有人曾在膨胀石墨中加
入插入剂,并利用热振动或酸处理使它部分剥离,从而得到石
墨片或石墨烯[6-8]。但该法得到的石墨烯大小不一,尺寸难以
控制。
如果某种溶剂与单层石墨的相互作用超过石墨层与层之
间的范德华力,那么即可通过嵌入溶剂将石墨层剥离开。Li
等通过热膨胀使石墨层间距增大,再用发烟硫酸插层进一步
增大层间距,最后加入四丁基氢氧化铵,经超声、离心得到稳
定分散在有机溶剂中的石墨烯[9]。借鉴分散碳纳米管的方
法,在极性有机溶剂中超声处理石墨粉也可以得到多层(<5)的石墨烯。Lotya等通过在水一表面活性剂中超声剥离石墨,
得到稳定的石墨烯悬浮液[1…。
与氧化石墨法相比,石墨插层化合物途径制得的石墨烯
结构缺陷少,质量高,但是有机溶剂和表面活性剂难以完全除
去,影响石墨烯的电学性能,而且部分有机溶剂价格昂贵。
1.4沉积生长法
沉积生长法通过化学气相沉积在绝缘表面(例如SiC)或
金属表面(例如Ni)生长石墨烯,是制备高质量石墨烯薄膜的
重要手段。有研究者通过对Si的热解吸附,实现了在以si终
止的单晶6H—SiC的(0001)面上外延生长石墨烯膜或通过真
空石墨化在单晶SiC(0001)表面外延生长石墨烯。Hannon
等[11]在SiC表面上外延生长了石墨烯膜,但是由于SiC在高
温下易发生表面重构,导致表面结构复杂,难以获得大面积、
厚度均一的石墨烯膜。Emtsev等[12]在氩气中通过前位石墨
化在si终止的SiC(0001)表面制备出了单层石墨烯薄膜,薄
膜的厚度和质量都有所提高。
近年来,以金属单晶或薄膜为衬底外延生长石墨烯膜的
研究取得很大进展。Sutter等[13]在Ru(0001)表面逐层控制地外延生长了大面积的石墨烯膜,制备过程中,首层石墨烯与
金属作用强烈,而从第二层起就可以保持石墨烯固有的电子
结构和性质。Coraux等[14]利用低压气相沉积法在Ir(111)表
面生长了单层石墨烯膜。采用类似的方法,在Cu箔表面也能
制备出大面积、高质量石墨烯膜,而且主要为单层石墨烯。而
韩国科学家则在多晶Ni薄膜上外延生长了石墨烯膜[1…,他们
先在si-sio§衬底上生长出300nm厚的Ni,然后在1000(C的
甲烷气氛中加热后迅速降至室温,生长出6至10层的石墨
烯。他们还借助图形化的方法制备出了图形化的石墨烯。所
得石墨烯膜具有高强度和高硬度,透光率达到80%,尺寸达到
厘米级,为低成本生产大面积的柔性石墨烯电子产品提供了
可能。
由此可见,沉积法能够生长出大面积、高质量的石墨烯
膜,具有其他方法不可比拟的优点,但是条件比较苛刻,过程
比较复杂。1.5化学合成的(自下而上)方法
近年来,通过有机合成的方法合成石墨烯也获得成功。
通过自下而上的有机合成法可以制备具有确定结构而且无缺
陷的石墨烯纳米带,并可以进一步对石墨烯纳米带进行功能
化修饰。Yang等[16]以1,4一二碘一2,3,5,6-四苯基苯为原料合
成出了长度为12nm的石墨烯纳米带。Stride等[17]利用乙醇
和钠的溶剂热反应开发了产量达克量级的多孔石墨烯的合成
方法,成为低成本、规模化制备石墨烯的途径。以茈酰亚胺为
重复单元可制备出长度可控的石墨烯纳米带,酰亚胺基团赋
予石墨烯纳米带新颖的结构、特殊的光电性质和潜在的应用
价值。
从有机小分子出发制备石墨烯,条件比较温和且易于控
制,给连续化批量制备石墨烯提供了可能。1.6从碳纳米管出发来制备石墨烯
最近,Kosynkin等[181利用硫酸和氧化剂使多壁碳纳米管
开链制备了石墨烯纳米带,石墨烯带的宽度取决于碳纳米管
的直径,然后用肼还原可恢复其电学性能。该石墨烯带可用作导电或半导体薄膜,有望成为光伏单晶硅的廉价替代物。
然而,该法难以准确的将单个石墨烯带置于衬底上,在实验装
置方面还存在极大的挑战。与此同时,斯坦福大学的戴宏
杰[19]贝Ⅱ利用氩等离子体处理涂覆PMMA的碳纳米管膜使多
壁碳纳米管开链形成石墨烯带,所得石墨烯带边缘平滑、宽度
分布较窄,而且缺陷少,导电性能得到了优化。最近,他们通
过多壁碳纳米管的气相氧化,得到边缘平滑、缺陷少的高质量
多层石墨烯纳米带,产量得到较大提高,所得石墨烯具有较高
的电导率和迁移率[20]。
这些以碳纳米管为出发点的尝试,为制备石墨烯提供了
新思路,面临的问题是如何控制石墨烯带的宽度、边缘平滑性
和均一性,以满足各种应用的要求。

㈥ 什么可以提炼石墨烯

石墨烯分为石墨烯粉体和石墨烯薄膜两大类。常见的石墨粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法。石墨烯薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。

1、机械剥离法

机械剥离法是利用物体与石墨烯之间的摩擦和相对运动,得到石墨烯薄层材料的方法。这种方法操作简单,得到的石墨烯通常保持着完整的晶体结构

2、氧化还原法

氧化还原法是通过使用硫酸、硝酸等化学试剂及高猛酸钾、双氧水等氧化剂将天然石墨氧化,增大石墨层之间的间距,在石墨层与层之间插入氧化物,制得氧化石墨。然后将反应物进行水洗,并对洗净后的固体进行低温干燥,制得氧化石墨。通过物理剥离、高温膨胀等方法对氧化石墨粉体进行剥离,制得氧化石墨烯。

最后通过化学法将氧化石墨烯还原,得到石墨烯。这种方法操作简单,产量高,但是产品质量较低 。氧化还原法使用硫酸、硝酸等强酸,以及使用大量的水进行清洗,带大较大的环境污染。

3、SiC外延法

SiC外延法是通过在超高真空的高温环境下,使硅原子升华脱离材料,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。这种方法可以获得高质量的石墨烯,但是这种方法对设备要求较高。

(6)旧电脑变石墨烯的方法扩展阅读:

石墨烯的应用:

1、传感器

石墨烯可以做成化学传感器,这个过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的,根据部分学者的研究可知,石墨烯化学探测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比拟。 石墨烯独特的二维结构使它对周围的环境非常敏感。

石墨烯是电化学生物传感器的理想材料,石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有良好的灵敏性。

2、晶体管

石墨烯可以用来制作晶体管,由于石墨烯结构的高度稳定性,这种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定地工作。相比之下,目前以硅为材料的晶体管在10纳米左右的尺度上就会失去稳定性;石墨烯中电子对外场的反应速度超快这一特点,又使得由它制成的晶体管可以达到极高的工作频率。

例如IBM公司在2010年2月就已宣布将石墨烯晶体管的工作频率提高到了100GHz,超过同等尺度的硅晶体管。

3、柔性显示屏

消费电子展上可弯曲屏幕备受瞩目,成为未来移动设备显示屏的发展趋势。柔性显示未来市场广阔,作为基础材料的石墨烯前景也被看好。韩国研究人员首次制造出了又多层石墨烯和玻璃纤维聚酯片基底组成的柔性透明显示屏。

韩国三星公司和成均馆大学的研究人员在一个63厘米宽的柔性透明玻璃纤维聚酯板上,制造出了一块电视机大小的纯石墨烯。他们表示,这是迄今为止“块头”最大的石墨烯块。随后,他们用该石墨烯块制造出了一块柔性触摸屏。研究人员表示,从理论上来讲,人们可以卷起智能手机,然后像铅笔一样将其别在而后。

㈦ 石墨烯的制备原理

利用市售的光盘驱动器

UCLA表示,20美元左右的低价CD/DVD光驱是制作石墨烯电极的出色“制造装置”(图1)。具体的制造方法如下:首先,将石墨粉末氧化,变成“氧化石墨(GO)”粉,然后将其混入水溶液中,均匀涂在PET(polyethyleneterephthalate)等薄膜基板上注1)。接下来,将其烘干后贴在CD/DVD光盘上,并放入光驱中,用刻录CD时使用的激光进行照射注2)。

图1:光驱变为石墨烯的“制造装置”
UCLA开发的石墨烯电极材料的制造方法,以及采用该方法制造的柔性充电电池。在CD或DVD上贴上氧化石墨(GO)薄膜,将其放入CD/DVD的光驱,用红外线激光照射后,GO可变成多层石墨烯(LSG)。

注1) 据说薄膜基板也可用铝(Al )箔及复印纸等代替。

注2) 使用的激光是用来刻录CD的波长为788nm的红外光。

GO被激光照射后,会被还原并剥离,变成多层石墨烯片重叠的“LSG(laser scribed graphene)”状态,颜色也会由黄金色变成黑色。最后将附有石墨烯的薄膜基板从光盘上剥离下来,便可将其用于电容器或充电电池。UCLA用这种方法试制出了面积为1cm2,厚度仅为68μ~82μm的柔性电化学电容器(EC)。

㈧ 石墨烯主要制备方法

目前石墨烯制备方法主要包括化学气相沉积法、溶剂剥离法、氧化还原法、微机械剥离法、外延生长法、电弧法、有机合成法、电化学法等。
以化学气相沉积法(CVD)为例:所谓CVD法,指的是反应物质于气态条件下产生化学反应,进而在加热固态基体表生成固态物质,从而实现固体材料的制成的工艺技术】。
目前,以CVD法进行石墨烯制备时通过将碳氢化合物等含碳气体通入以镍为基片、管状的简易沉积炉中,通过高温将含碳气体分解为碳原子使其沉积于镍的表面,进而形成石墨烯,再通过轻微化学刻蚀来使镍片与石墨烯薄膜分离,从而获得石墨烯薄膜。该薄膜处于透光率为80%的状态下时其导电率便高达1.1×106S/m。通过CVD法可制备出大面积高质量石墨烯,但单晶镍价格则过于昂贵,该方法可满足高质量、规模化石墨烯的制备要求,但工艺复杂,成本高,使得该方法的广泛应用受到限制。

㈨ 旧电脑主机里哪个部件有石墨烯膜

太旧的电脑没有,现在的电脑散热也大多有硅脂,很少有用石墨烯的

㈩ 如何提取石墨烯

首先第一:目前石墨烯分为两种,一种是石墨烯粉体,一种是石墨烯薄膜。用于提取是石墨烯粉体。
其次第二:提取石墨烯粉体有几种方法,目前石墨烯的制备方法主要有机械剥离法、溶剂剥离法、气相沉积法(CVD法)、碳化硅外延生长法、氧化石墨烯还原法等。

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