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石墨烯形貌观察用什么分析方法

发布时间:2023-04-10 09:13:32

1. 如何识别真假石墨烯

可以从石墨烯的特性来分析是否是真的石墨烯
石墨烯(Graphene)是一种由碳原子构成 的只有一层原子厚度的二维材料,呈六角型 如蜂巢状的平面薄膜,层厚度只0.335nm, 大约是一根头发丝的20万分之一。
特性:
目前发现已知材料中最薄、强度最大、导电导热性能最好的新型纳米材料
超强的强度,是普通钢的100倍、强大的比表面积2630㎡/ g、超高的导热系数,导热系数高达5 X 103W / m.K,是铜,铁,铝等金属的导热系数的数十倍、★超强导电性,载流子迁移率是光速的1/300,是硅的140倍、超强的透光性,比目前市面上最好的玻璃还要透,不过基于石墨烯经常是依附在载体上存在,所以很难从透光性判断是否是石墨烯。

2. 石墨烯的物理特性和应用分析

具有较大的比表面积,良好的导电性和导热特性,是很有潜力的储能材料。石墨烯作为新型储能材料,其优势有以下几点:

石墨烯具有良好的导电性和开放的表面,赋予其很好的储能功率特性。其宏观结构由微米级、导电性好的石墨烯片层搭接而形闹绝成,形成开放的大孔径体系,这样的结构为电解质离子的进入提供了势垒极低的通道,保证这种材料良好的唯弯喊功率特性。

石墨原料储量丰富、便宜,化学法制备的石墨烯成本较低。在对其工艺进行优化、放大之后,化学法制备的功能化石墨烯材料有望成为很有竞争力的储能材料。

石墨烯性状特征和活性炭、石墨材料相近,如果作为电极材料,可以与现有的超级电容器和锂离子电池的工艺路线兼容。石墨烯材料具有导电和导热特性,且可以形成厚度可调控的石墨烯膜,可以构建非常好的薄膜电池和储能器件。

石墨烯具有较大的理论比表面积,大的比表面积决定了其具有较高的能量密度。目前石墨烯材料的比表面积(200~1200 m2 /g) 与理论预测值还有较大的差距,如何调控石墨烯的织构,使石墨烯表面可以完全被电解质溶液所浸润,是目前的重要课题。指野

石墨烯作为sp2杂化材料的基元材料,可以通过表面改性、复合,构筑“纳米建筑”等手段对其进行二次结构的构建,通过优化结构,获得高储电容量的材料。在分子筛微孔孔隙中可以制备获得单层石墨烯片层扭曲形成的单壁多孔炭,经过热处理可以获得非常好的大功率特性。苏州华诚电子石墨烯。

总之,石墨烯材料具有优异的储能性质,也表现出良好的应用前景。目前石墨烯的研究尚待深入,经过系统研发,解决其中科学问题和工艺问题后,有望成为市场潜力巨大的电极材料。

3. 石墨烯 结构示意图是什么

石墨烯结构示意图如下所示:

石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。

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)。

(3)石墨烯形貌观察用什么分析方法扩展阅读:

化学性质:

石墨烯的化学性质与石墨类似,石态银墨烯可以吸附并碧闭毁脱附各种原子和分子。当这些原子或分子作为给体或受体时可以改变石墨烯载流子的浓度,而石墨烯悔备本身却可以保持很好的导电性。

但当吸附其他物质时,如H+和OH-时,会产生一些衍生物,使石墨烯的导电性变差,但并没有产生新的化合物。因此,可以利用石墨来推测石墨烯的性质。

例如石墨烷的生成就是在二维石墨烯的基础上,每个碳原子多加上一个氢原子,从而使石墨烯中sp2碳原子变成sp3杂化。可以在实验室中通过化学改性的石墨制备的石墨烯的可溶性片段。

4. 怎么判断石墨烯表面是否镀铜

石墨烯是一种理想的单原子层厚度的二维材料,层与层之间以较弱的范德瓦尔斯力结合。一般认为这种较弱的力对其性质的影响不会很大。 然而,研究者们发现,单层与双层石墨烯之间量子霍尔平台填充因子不搜凳同,呈现出奇异量子霍尔效应。那么,石墨烯的其他性质是否也会随着其厚度(层数)变化而呈现出不同呢?通过在不同层数的石墨烯上热蒸镀金属铜,我们发现,铜膜的形貌与石墨烯的层数存在关联。热处理后,铜纳米颗粒在不同层数的石墨瞎首烯表面的密度及尺寸明显依赖于石墨烯的层数。那就是,随着石墨烯层数的增加,铜颗粒的尺寸增大,但密度反而减少。经过分析,将世神旅这种现象归结为:扩散系数及扩散势垒与层数密切相关,不同的层数有不同的扩散势垒。而扩散势垒的不同可以归因于量子尺寸效应。

5. 石墨烯表面接枝聚合物用tem能观察到吗

石墨烯表面接枝聚合物用tem能观察到
【通过tem来判断石墨烯/橡胶复合材料中的石墨烯的粒径大小的方法】采用透射电子显微镜观察纳米石墨烯粒子的形貌和测定其粒径大小,具体方法如下:
首先将配帆团石墨烯/橡胶复合材料中的粒子制成悬浮液并滴在带碳膜的铜网上,待悬浮液中的载液乙醇挥发后,放人样品台.拍摄有代表性的数码电轿闭镜像若干张。选取A、培橘B、C三组纳米石墨烯粒子群进行拍摄,然后在每张照片中随机选取并测量50颗纳米较子粒径,由公式(见下)计算得出平均粒径。
【TEM】英语:Transmission electron microscope,缩写TEM,透射电子显微镜法,是通过撷取穿透物质的直射电子或弹性电子成像或做成衍射图样来做微细组织和晶体结构研究,分析时,通常是利用电子成像的衍射对比,做成明视野或暗视野影像,并配合衍射图案来进行观察。

6. sem观测石墨烯结构得放大多少倍

一万倍。石墨烯放大1万倍下所得二次电子图像,能够清楚看到其整体形貌,及显型游着地表。石墨烯是从石墨中提取出来的材料,最初是从中分离出来的,它是一种极卜棚销其导电的元和携素碳形式,由单个平坦的碳原子片排列成重复的六角形晶格构成。

7. 氧化还原石墨烯和机械剥离法石墨烯哪一种好

石墨烯的研究热潮也吸引了国内外材料植被研究的兴趣,石墨烯材料的制备方法已报道的有:机械剥离法、化学氧化法、晶体外延生长法、化学气相沉积法、有机合成法和碳纳米管剥离法等。

1、微机械剥离法
2004年,Geim等首次用微机械剥离法,成功地从高定向热裂解石墨(highly oriented pyrolytic graphite)上剥离并观测到单层石墨烯。Geim研圆滚究组利用这一方法成功制备了准二维石墨烯并观测到其形貌,揭示了石墨烯二维晶体结构存在的原因。微机械剥离法可以制备出高质量石墨烯,但存在产率低和成本高的不足,不满足工业化和规模化生产要求,目前只能作为实验室小规模制备。

2、化学气相沉积法
化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition,CVD)首次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,成为目前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搜顷太昂贵,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。

3、氧化-还原法
氧化-还原法制备成本低廉且容易实现,成为制备石墨烯的最佳方法,而且可以制备稳定的石墨烯悬浮液,解决了石墨烯不易分散的问题。氧化-还原法是指将天然石墨与强酸和强氧化性物质反应生成氧化石墨(GO),经过超声分散制备成氧化石墨烯(单层氧化石墨),加入还原剂去除氧化石墨表面的含氧基团,如羧基、环氧基和羟基,得到石墨烯。
氧化-还原法被提出后,以其简单易行的工艺成为实验室制备石墨烯的最简便的方法,得到广大石墨烯研究者的青睐。Ruoff等发现通过加入化学物质例如二甲肼、对苯二酚、硼氢化钠(NaBH4)和液肼等除去氧化石墨烯的含氧基团,就能得到石墨烯。氧化-还原法可以制备稳定的石墨烯悬浮液,解决了石墨烯难以分散在溶剂中的问题。
氧化-还原法的缺点是宏量制备容易带来废液污染和制备的石墨烯存在一定的缺陷,例如,五元环、七元环等拓扑缺陷或存在-OH基团的结构缺陷,这些将导致石墨烯部分电学性能的损失,使石墨烯的应用受到限制。

4、溶剂剥离法
溶剂剥离法的原理是将少量的石墨分散于溶剂中,形成低浓度的分散液,利用超声波的作用破坏石墨层间的范德华力,此时溶剂可以插入石墨层间,进行层层剥离,制备出石墨烯。此方法不会像氧化-还原法那样破坏石墨烯的结构,可以制备高质量的石墨烯。在氮甲基吡咯烷酮中石墨烯的产率最高(大约为8%),电导率为6500S/m。研究发现高定向热裂解石墨、热膨胀石墨和微晶人造石墨适合用于溶剂剥离法制备石墨烯。溶剂剥离法可以制备高质量的石墨烯,整个液相剥离的过程没有在石墨烯的表面引入任何缺陷,为其在微电子学、多功能复合材料等领域的应用提供了广阔的应用前景。缺点是产率很低。

5、溶剂热法
溶剂热法是指在特制的密闭反应器(高压釜)中,采用有机溶剂作为反应介质,通过将反应体系加热至临界温度(或接近临界温度),在反应体系中自身产生高压而进行材料制备的一种有效方法。
溶剂热法解决了规模化制备石墨烯的问题,同时也带来了电导率很低的负面影响。为解决由此带来的不足,研究者将溶剂热法和氧化还原法相结合制备出了高质量的石墨烯。Dai等发现溶剂热条件下还原氧化石墨烯制备的石墨烯薄膜电阻小于传统条件下制备石墨烯。溶剂热法因高温高压封闭体系下可制备高质量石墨烯的特点越来越受科学家的关注。溶剂热法和其他制备方法的结合将成为石墨烯制备的又一亮点。

6、其它方法
石墨烯的制备方法还有高温还原、光照还原、外延晶体生长法、微波法、电弧法、电化学法等。笔者在以上基橘漏余础上提出一种机械法制备纳米石墨烯微片的新方法,并尝试宏量生产石墨烯的研究中取得较好的成果。如何综合运用各种石墨烯制备方法的优势,取长补短,解决石墨烯的难溶解性和不稳定性的问题,完善结构和电性能等是今后研究的热点和难点,也为今后石墨烯的制备与合成开辟新的道路。

7、石墨烯的制备和展望
大规模制备高质量的石墨烯晶体材料是所有应用的基础, 发展简单可控的化学制备方法是最为方便、可行的途径, 这需要化学家们长期不懈的探索和努力;石墨烯的化学修饰:将石墨烯进行化学改性、掺杂、表面官能化以及合成石墨烯的衍生物,发展出石墨烯及其相关材料(graphene and related materials),来实现更多的功能和应用;石墨烯的表面化学: 由于石墨烯晶体独特的原子和电子结构,气体分子与石墨烯表面间的相互作用将表现出许多特有的现象,这将为表面化学特别是表面催化研究提供一个独特的模型表面;同时石墨烯具有完美的两维周期平面结构,可以作为一个理想的催化剂载体, 金属/石墨烯体系将为表面催化研究提供一个全新的模型催化研究体系。

8. 如何用SEM表征 石墨烯

对迅纳弊氧化石墨烯茄基进行修饰,如接入表面活性剂,或者是烷基胺等亩族以防它团聚,用SEM就可以观察到它的单片层形貌,但我不知道修饰后观察到的与没修饰的形貌会有什么不同

9. 求指导怎么分析氧化石墨烯基膜的扫描电镜图

原子力显微镜表征石墨烯的什么性质
当然是原子力显微镜AFM,看高度图石墨烯单层不到1 nm。应该说AFM是表征石墨烯材料最方便的手段了灶慧。嫌尘当然,AFM表征的时候应注意区分灰尘、盐类和石墨烯分子。
当然光学显微镜、扫描电镜SEM也可以用来表征石墨烯。还有高分辨率透射电镜HRTEM可以看到石墨烯的蜂窝状原子图像,可以看到氧化石墨烯还原后的隐者答缺陷。

10. 石墨烯XRD谱图分析,急,在线等!

是氧化石锋袜档墨的峰,因为你没有好逗还原完全,并且水分子进银乱入石墨片层结构中,使氧化石墨片间距增大很多,原先的衍射峰左移

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