基于氧化還原法制備石墨烯及其性能研究.pdf

1、2004年 Geim等在高取向的石墨中，通過(guò)機(jī)械剝離法發(fā)現(xiàn)了具有二維結(jié)構(gòu)的單層石墨烯。過(guò)去的十年，石墨烯的研究得到迅速發(fā)展，各國(guó)研究機(jī)構(gòu)和公司都不遺余力的開展石墨烯相關(guān)的研究與應(yīng)用。單層石墨烯是目前最薄、硬度最高、電性能最好而且具有靈活的可衍生性的納米材料。它具有成為透明導(dǎo)電膜、傳感器、芯片、觸摸屏等下一代電子產(chǎn)品的理想材料的潛力。由于石墨烯擁有獨(dú)特且極具應(yīng)用性的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，三星、IBM、蘋果和谷歌等公司開始積極研發(fā)石墨烯及其衍

2、生物，石墨烯的相關(guān)專利之戰(zhàn)已在實(shí)驗(yàn)室打響。歐盟最大的科研計(jì)劃——“地平線2020計(jì)劃”選定石墨烯為兩大旗艦研究項(xiàng)目之一，布局更側(cè)重于基礎(chǔ)和前沿領(lǐng)域。
　　本論文利用氧化還原法可控地制備出具有二維結(jié)構(gòu)的雙層單原子結(jié)構(gòu)的透明薄紗狀的碳石墨宏觀體，即雙層石墨烯。論文首先制備了氧化石墨作為制備石墨烯的原料，進(jìn)而研究了少層石墨烯的可控的制備方法并對(duì)其導(dǎo)電性能進(jìn)行了研究和分析，旨在為推動(dòng)單層或少層石墨烯工業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
　　分別以濃

3、硫酸和高錳酸鉀為氧化劑，以抗壞血酸/檸檬酸三鈉為二元體系還原劑，利用氧化還原法可控地制備出雙層或少層石墨烯，退火后的石墨烯薄膜的最小方阻僅為1682Ω/sq。石墨烯是碳原子緊密堆積成的單層蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的一種碳質(zhì)新材料，具有高載流子遷移率、高韌性、高導(dǎo)熱、高強(qiáng)度、輕質(zhì)等性能。通過(guò)改進(jìn)氧化石墨的工序和工藝參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定地制備出較為完美的氧化石墨，提高石墨烯的還原程度和減少團(tuán)聚現(xiàn)象，有效地制備出雙層或少層的石墨烯。
　　研究了以抗