石墨烯--金屬納米復(fù)合材料的合成及其性質(zhì)研究

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1、為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓(xùn)計劃石墨烯--金屬納米復(fù)合材料的合成及其性質(zhì)研究　　石墨烯納米復(fù)合材料的制備及利用　　摘要：本文從石墨烯的定義，石墨烯復(fù)合材料的制備方法，以及在各個領(lǐng)域的利用方面來對石墨烯經(jīng)行研究，描述?！　￡P(guān)鍵詞：石墨烯，氧化石墨烯，納米復(fù)合材料，導(dǎo)電性能，石墨烯晶體。　　1引言　　碳是位于元素周期表的第6號元素，一種非金屬元素，無臭無味的固體。無定形碳有焦炭，木炭等，晶體碳有金剛石和石墨。冶鐵和煉鋼都需要焦炭。在工業(yè)上和醫(yī)藥上，碳和它的化合物用途極為廣泛　　【1】，由于碳的最外層電子有四個電

2、子，屬于過度元素，擁有很多同俗異形體，石墨烯就是其中一種，并且石墨烯在很多領(lǐng)域都發(fā)揮著很重要的作用。XX年，Geim等從石墨中成功地剝離得到單層石墨烯，由此掀起了對石墨烯的全面研究。石墨烯是一種僅有單原子層厚度的蜂窩狀二維碳質(zhì)新材料，具有優(yōu)異的電、力和熱等性質(zhì)及高比表面積，在場發(fā)射、氣體傳感器、生物傳感器、場效應(yīng)晶體管、透明電極、催化劑載體或電池等領(lǐng)域有潛在的巨大應(yīng)用價值。　　1．2石墨烯簡介目的-通過該培訓(xùn)員工可對保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項目的正常、順利開展，特制定

3、安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓(xùn)計劃　　石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料，最大的特性是其中電子的運動速度達(dá)到了光速的1/300，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了電子在一般導(dǎo)體中的運動速度。這使得石墨烯中的電子，或更準(zhǔn)確地，應(yīng)稱為“載荷子”(electricchargecarrier)，的性質(zhì)和相對論性的中微子非常相似。人們常見的石墨是由一層層以蜂窩狀有序排列的平面碳原子堆疊而形成的，石墨的層間作用力較弱，很容易互相剝離，形成薄薄的石墨片。當(dāng)把石墨片　　【2】剝成單層之后，這種只有一個碳原子厚度的單層就是石墨烯?！　「綀D1，石墨烯的結(jié)構(gòu)　　

4、2準(zhǔn)備方法　　近年來，人們采用許多合成方法制備了石墨烯納米復(fù)合材料，目前，石墨烯納米復(fù)合材料主要包括石墨烯／聚合　　物納米復(fù)合材料和石墨烯／無機(jī)物納米復(fù)合材料兩類，制備方法主要有化學(xué)剝離法、外延生長法、氧化還原法、微機(jī)械剝離法【3】　　2．1化學(xué)剝離法目的-通過該培訓(xùn)員工可對保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓(xùn)計劃　　化學(xué)剝離法(chemicalexfohation)口前制備石墨烯最常用的方法是這種方法。在強(qiáng)酸溶液

5、中石墨能與強(qiáng)氧化劑反應(yīng),被氧化后在石墨片層間插入撥基、輕基等原子基團(tuán),使石墨層間距變大變成氧化石墨。然后在微波、超聲波和熱膨脹等外界強(qiáng)烈作用下剝離得到氧化石墨烯,最后采用合適的還原劑還原得到石墨烯【14】。該法高效易行,成本低,適合大規(guī)?；苽涫?但不足之處是制備的石墨烯往往是單層到多層的混合體,氧化石墨烯難以被充分還原而產(chǎn)生較多的缺陷,且不易控制　　石墨烯的尺寸和厚度,石墨經(jīng)過強(qiáng)氧化劑完全氧化過后,并不一定能夠被完全還原,導(dǎo)致其一些物理(尤其是導(dǎo)電性)、化學(xué)等性能下降【4】等。　　外延生長法目的-通過該培訓(xùn)員工可對保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專

6、業(yè)水平，并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓(xùn)計劃　　在碳化娃表面外延生長是一種非常理想的制備具有均一晶型尺寸石墨燏的方法。這主要是利用了在1200-160(rc高溫下硅的升華速率比碳快的特點,在基底上殘留的碳經(jīng)重排而形成石墨稀。Shivaraman等利用真空、在14001的溫度下經(jīng)過化學(xué)機(jī)械打磨處理的4H-SiC面上得到外延生長的石墨稀。人們通常認(rèn)為,由于P-SiC所具有的立方晶格,不適合作為石墨稀生長的基底。但是Aristov等成功地在P-SiC基底上得到了高質(zhì)量的石墨稀。提出了一種在

7、SiC(OOOl)面上制備石墨烯的方法,他們通過在氬氣氛圍下非原位煅燒得到了具有較好質(zhì)量的石墨稀,這種方法與傳統(tǒng)的真空條件制備是不一樣的。最近,Bao等以商業(yè)用的多晶SiC晶粒而不是單晶的SiC作為基底。Claire等將SiC置于高真空((yiGp^),i300°C下,使SiC薄膜中的Si原子蒸發(fā)出來,生成連續(xù)的二維石墨稀薄膜,這種方法制備出來的二維石墨稀薄膜厚度僅為1?2碳原子層。這種連續(xù)的石墨稀烴薄膜材料與微機(jī)械剝離的石墨稀相比,其電子遵循