当前位置:文档之家› 氧化石墨烯制备石墨烯的研究进展_庄亚芳

氧化石墨烯制备石墨烯的研究进展_庄亚芳

氧化石墨烯制备石墨烯的研究进展_庄亚芳
氧化石墨烯制备石墨烯的研究进展_庄亚芳

图1 GO的Lerf-Klinowski结构模型[5]

本项目受到河北省高等学校科学技术研究青年基金(No. Q2012111),河北省科技厅自然科学基金(NO.E2013210011),河北省大学生创新创业训练计划项目的支持。

不导电且不溶于水的物质。移除这些“氧化碎片”能得到黑色导电并溶于水的物质,这些物质实际上就是石墨烯[7]。

由GO 制备石墨烯的方法多种多样,下面具体介绍各方法。

1 化学法

水合肼法是目前使用最为广泛的还原GO 制备石墨烯的方法,它主要利用水合肼去除GO 表面的含氧官能团。Ruoff 课题组[8]最早提出该方法,此方法获得的石墨烯程度高,质量好且电导

水溶液中加氨水使其呈碱性,再用水合肼还原GO,这样不仅能得到稳定的石墨烯水相分散液,还能提高石墨烯的电导性,最高可达7200S/m。

最近,Paredes 等课题组

[13-14]

报道了GO 能稳定分散在含有机溶剂(如

二甲基甲酰胺(DMF,氮甲基吡咯烷酮(NMP)等)的水合肼里,形成石墨烯/有机溶剂分散液,得到的石墨烯电导性最高可达16000S/m。

除了水合肼,一些具有强还原性的物质如维生素C [15-17]、硼氢化钠[18]、苯

子装置领域中有广泛的前景。Cheng 等

[22-23]

利用氢碘酸做还原剂实现了对GO

薄膜的高效还原,成功获得了具有高导电性的石墨烯薄膜。该课题组发现在制

备石墨烯薄膜的过程中存在卤素的取代和自发消去行为,提出了还原GO 的基本原理是亲核取代的观点。该化学还原的操作比较简单,获得的效果较好,而且想要得到不同程度的石墨烯改变还原剂的强度就能实现,但是这种方法的最大缺点就是在体系中引入了杂质和不够环保。

2 热还原法

2.1高温热还原法

高温热还原法也是常见的GO 制备石墨烯的方法之一,是将GO 快速加热到800℃以上,脱除含氧基团并且实现GO 的充分剥离,而实际操作中[24],为

实现GO 片层间的充分剥离,氧化石墨需要瞬间升温到1000℃以上。GO 表面

图3 热膨胀法制备石墨烯示意图[28]

图2 GO 的Rourke-Wilson 结构模型

[6]

性极高,可达2420S/m(一般GO 粉末电导性仅为0.02S/m)。但水合肼本身存在有害不安全的因素并会引入C-N 基团[9],又由于石墨烯不亲水的性质,水合肼法得到的石墨烯无法在水中分散,性能很差,使用价值有限。

针对此法的缺点,Lotya 等[10]通过在水中加入十二烷基苯磺酸钠(SDBS)实现了对GO 的剥离,并能够得到小于5层的石墨烯分散液。另外,Ruoff 等

[8-9,11]

在前期的工作基础上加以改进,

即在过程中添加起表面活性剂作用的高聚物聚苯乙烯磺酸钠,使其吸附到石墨烯表面,阻碍还原过程中石墨烯之间的相互团聚,从而获得稳定的石墨烯水相分散液。

Li 等[12]在以往实验的基础上利用聚乙二醇功能化GO 的方法首次成功制备出了发光的石墨烯量子点。随后他们对水合肼法做了进一步改进:在GO 的

二醇[19]等也可被用来还原GO。此外,中科院金属所材料科学国家实验室的研究人员[20-21]提出以氢碘酸制备石墨烯薄膜的新方法,实现了GO 在低温下快速、高效的还原目标,打破了GO 只能在碱性环境中才能有效进行的局限。利用该方法得到的石墨烯的C/O 极高,可达12以上,不仅能够做到不破坏石墨烯薄膜结构,而且可以得到大面积高导电柔性石墨烯薄膜,在石墨烯纳米电

的大部分含氧基团对温度十分敏感,在温度升到230℃左右时就会从GO 表面脱落下来,从而实现对GO 的还原。McAlhster 等[25]阐述了高温下GO 剥离的可能机理:在高温下,GO 表面的含氧基团脱去的速率很快,产生的压力能破坏石墨烯片层间的范德华力,从而实现GO 的剥离。Tjong 等[26]发现当温度快速升至300℃时,GO 片层间产生的压力可达300MPa,升至1000℃

时,压力能达到1300MPa。而通过Hamaker 常数可知使两片相邻的GO 分开只需2.5MPa 的压力。此法的优点是可以规模化制备,但需要高温炉;另外,还原的程度不高。

2.2低温热还原法

要在低温下实现GO 片层间的剥离,制造足够大的内外压力差是关键。在低温下,借助GO 表面上含氧官能团分解产生的内应力,施加以外力,产生的压力差可以实现片层的剥离,这类似于生活中的爆米花原理。在石墨烯制备过程中最为简单而且能够降低环境压力的方法就是营造真空环境。最近,一些学者相继报道了低温条件下对GO 的还原:比如Lv 等[27]在真空条件200℃时实现了对GO 的热还原;Zhang 等[28]在真空135℃对GO 实现了还原,其示意图如图3所示。

吕伟[29]利用此法实现了石墨烯粉体材料的宏量制备(如图4所示),获得的石墨烯结构完整,比电容较高,对双氧水也具有良好的电化学反应。该方法可以规模化获得质量较好的石墨烯材料,而且制备的石墨烯以单层为主,成本低,易于规模化生产,是非常有希望的一种方法[30]。

2.3 微波法

2.3.1 液相微波法

微波加热具有选择性自身加热、加热温度均匀、升温速度快和活化反应物

等特点[31]。Chen 等[32]利用氮气作为保护气,将GO 分散在 N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)和水的混合溶液中,将该溶液在微波炉中用800W 功率加热1~10min 能够得到石墨烯。该方法获得的石墨烯可以稳定分散在DMAc 中形成胶体,导电性是GO 的104倍。Ruoff 课题组[33-34]同样利用微波法成功制备出了结构完整的石墨烯,其比表面积为463m 2/g,微波剥离的GO 物理化学性能均有一定程度的提高,例如剥离后的GO 在KOH 中的质量比电容为191F/g。液相微波法的机理是:石墨烯本身是一种良好的吸波材料;另外,微波辐照具有选择性加热溶剂的特点,同时石墨氧化物因表面的羟基、羧基以及一些含氧基团能分解成气体而得以剥离和还原。同高温热还原法相比,微波剥离程度更加完全,更加方便。除此之外,他们将石墨烯氧化物分散在极性有机溶剂(如碳酸丙烯酯)中,通过该方法制备得到了均匀的石墨烯/极性有机溶液分散液,为实现石墨烯的大量快速

制备提供了新思路[35]。

2.3.2 固相微波法

固相微波法的使用也较为普遍,由于微波加热过程中GO 表面的含氧官能团被分解成气体,产生的压强克服了片层间的范德华力,所以GO 得以成功剥离。Hu 等[36]发现石墨烯本身是一种

良好的吸波剂,它能迅速吸收微波,并将能量快速传递给周围的物质。利用石墨烯的这种特点他们将石墨烯与GO 混

合,然后对GO/石墨烯混合物进行微波加热,成功得到了石墨烯。在此基础上,Park 等[37]将GO/石墨烯混合物在含有H 2的Ar 保护气中进行微波加热,利用H 2的还原作用促进了GO 中含氧官能团的还原,从而得到还原程度更好,质量更高,结构更加完整的石墨烯。另外,Fu 等[38]利用FeCl 3使CH 3NO 2缓慢渗入到石墨层之间,发现它们不会破坏石墨层的完整性,然后将含有CH 3NO 2的石墨放在微波炉中加热,当温度升高到一定程度时,CH 3NO 2会分解为多种气体,产生的压强超过了石墨层间的范德华力,使GO 片层相互剥离,从而得到纯度较高的石墨烯。

3 电化学法

电化学法作为一种绿色环保,操作简单的方法可用于大规模生产,但需要高电压作为反应条件,缓冲溶液的制备也较为复杂[39]。将使用电化学方法获得的GO 分散于水中透析纯化48h,再

图4 低温负压法制备的小批量 (a)以及宏量 (b)的石墨烯粉体材料[29]

图5 微波热处理前后样品的形貌变化

[33]

超声30min,即获得剥离的GO 溶液。与此同时,中国科学院 Guo 等[40]发现了一种新的低功耗的电化学方法,该方法不仅可以在单一溶液中还原和装配GO,还可以用电流-电压曲线作为指导,该方法为研究GO 膜的还原和装配机理提供了方便。该方法制备的石墨烯可以简单地完成还原GO 修饰电极,表

Zhou 等[41]在高压密封条件下把GO 的悬浮液放置在水热反应釜中用180℃持续加热6小时,能得到还原程度很高的石墨烯。Yan 课题组[42]将分散在DMAc 和水的混合溶剂中的GO 在常压状态下以N 2作为保护气,用150℃持续加热5小时后便得到了结构较为完整的石墨烯。Lin 等[43]经研究发

由Fan 等

[45]

报道。他们把GO 分散

在NaOH 或其他强碱性溶液中(pH 为11~13),获得深黑色的稳定分散液,而GO/水分散液是亮棕色,这说明GO 发生了部分还原。同时他们对用碱液浸泡过的GO 进行了表征测试,发现其结构偏向于石墨烯,证明了碱对GO 具有还原作用。Rourke 等

[46]

GO 分散在1mol/L 的NaOH 水溶液中(pH 为14),立刻出现深黑色的颗粒沉淀,如图7所示。通过分析证明了这些黑色颗粒为还原后的石墨烯。该方法摒弃了其它还原剂,直接利用价廉易得的碱液还原石墨烯氧化物来制备石墨烯,实现了较好的突破。但是碱法仍然无法从源头上减少缺陷的引入。

6 结语及展望

石墨烯由于良好的物理化学性能而具有广泛的使用价值,但是石墨烯的制备一直是困扰科研人员的一大难题,现在各种制备方法仍存在各种各样的不足。随着技术的不断完善,方法的不断改进,新方法的不断被发现,以及对石墨烯制备机理研究的进一步深入,

将来一定会制备出低成本、环保、高效,并能广泛地应用于日常生活中的石墨

烯。

图7 GO 在NaOH 水溶液中的分散性[46]

现出优异的光电探测性能,可被用来制备柔性传感器。

4 水热法

水热法或溶剂热法是利用水热或溶剂热的高温高压条件,使石墨烯氧化物层间的大量含氧官能团迅速分解,产生大量气体,其原理类似于热还原法,利用足够大的压强克服片层间的范德华力,从而得到石墨烯。

现:GO 的溶剂热与选用的溶剂极性有关,极性越大,越容易还原。Liao 等[44]也利用水热法对GO 上的含氧官能团进行了脱水实验,结果发现GO 中sp 3杂化碳原子实现了到sp 2杂化碳原子的转化。

5 碱法

碱法是将GO 分散在碱性溶液里对其进行还原的方法。这种方法首先

参考文献

[1] Geim A K, Novoselov K S. The rise of graphene[J]. Nature, 2012, 490(7419): 192-200.

[2] Singh V, Joung D, Zhai L, et al. Graphene based materials:Past,present and future[J]. Progress in Materials Science, 2011, 56(8): 1178-1271.

[3] Bai S, Shen X. Graphene-inorganic nanocomposites[J]. Royal Society of Chemistry Advances, 2012, 2(1):64-98.

[4] Kosynkin D, Higginbotham A, Sinitskii A, et al. Longitudinal unzipping of carbon nanotubes to form graphene nanoribbons[J]. Nature,

2009, 458(7240): 872-876.

[5] Lerf A, He H Y,Forster M and Klinowski J. Structure of graphite oxide revisited[J]. Journal of Physical Chemistry B, 1998, 102(23): 4477-4482.

[6] Rourke J P, Pandey P A, Moore J J,et al. he real graphene oxide revealed: Stripping the oxidative debris from the graphene-like sheets[J]. Angewandte Chemie-Intemational Edition, 2011, 50(14): 3173-3177.

[7] 曹也文。功能化石墨烯的制备及在高性能高分子材料中的应用[D]。复旦大学,上海,2012。

[8] Rouff, Stankovich S, Dikin D A, et al. Synthesis of graphene-based nanosheets via chemical reduction of exfoliated graphite oxide [J]. Carbon, 2007, 45(7):1558-1565.

[9] Piner R D, Stankovich S, Dikin D A, et al. Synthesis of graphene-based nanosheets via chemical reduction of exfoliated graphite oxide[J]. Carbon, 2007, 45(7):1558-1565 .

[10] Lotya M, Hemandez Y, King P J, et al. Liquid Phase Produetion of GraPhene by Exfoliation of GraPhitein Surfaetant/Water Solutions[J]. Journal of the American Chemical Society, 2009, 10(131):3611-3620.

[11] Stankovieh S, Piner R D, Chen X, et al. Stable aqueous dispersions of graphitic nanoplatelets via the reduction of exfoliated graphite oxide in the presence of poly(sodium 4-styrenesulfonate)[J]. Journal of Materials Chemistry, 2006, 16(2):155-158.

[12] Li D, Muller M B, Gilje S, et al. Processable aqueous dispersions of graphenena no sheets [J]. Nature Nanotechnology, 2008, 3(2):101-105.

[13] Ruoff R S, An J H, Jung I W, et al. Colloidal suspensions of highly reduced graphene oxide in a wide variety of organic solvents [J]. Nano Letters, 2009, 9(4):1593-1597.

[14] Paredes J I, Villar-Rodil S, Martinez-Alonso A, et al. Preparation of graphene dispersions and graphene-polymer composites in organic media[J]. Journal of Materials Chemistry, 2009, 19(22):3591-3593.

[15] Fernandez-Merino M J, Guardia L, Paredes J I, et al. Vitamin c is an ideal substitute for hydrazine in the reduction of graphene oxide suspensions[J]. Journal of Physical Chemistry C, 2010, 114(14):6426-6432.

[16] Zhang J L, Yang H J, Shen G X, et al. Reduction of graphene oxide via 1-ascorbic acid[J]. Chemical Communications, 2010, 46(7):1112-1114.

[17] Gao J, Liu F, Liu Y L, et al. Environment-friendly method to produce graphene that employs vitamin c and amino acid[J]. Chemistry of Materials, 2010, 22(7): 2213-2218.

[18] Shin H-J, Kim K K, Benayad A, et al. Efficient reduction of graphite oxide by sodium borohydride and its effect on electrical conductance[J]. Advanced Functional Materials, 2009, 19(12):1987-1992.

[19] Wang G X, Yang J, Park J, et al. Facile synthesis and characterization of graphene nanosheets[J]. Journal of Physical Chemistry C, 2008, 112(22):8192-8195.

[20] Pei S, Zhao J, Du J, et al. Direct reduction of graphene oxide films into highly conductive and flexible graphene films by hydrohalic acids[J]. Carbon, 2010, 48(15):4466-4474.

[21] Zhao J, Pei S, Ren W, et al. Efficient preparation of large-area graphene oxide sheets for transparent conductive films[J]. American Chemical Society Nano, 2010, 4(9):5245-5252.

[22] Cheng H M, Zhao J, Du J, et al. Direct reduction of graphene oxide films into highly conductive and flexible graphene films by hydrohalic acid[J]. Carbon, 2010, 48(15):4466-4474.

[23] Cheng H M, Zhao J, Pei S, Ren W, et al. Effieient preparation of large-area graphene oxide sheets for transparent conductive films[J]. American Chemical Society Nano, 2010, 4(9):5245-5252.

[24] Kim H, Miura Y, Macosko C W. Graphene/polyurethane nanocomposites for improved gas barrier and electrical conductivity[J]. Chemistry of Materials, 2010, 22(11):3441-3450.

[25] McAllister M J, Li J J, Adamson D H, et al. Single sheet functionalized graphene by oxidation and thermal expansion of graphite[J]. Chemistry of Materials, 2007, 19(18):4396-4404.

[26] Tjong S C, Ke Y C. Fracture toughening behavior of elastomer modified polyphenylene ether polyamide blends[J]. European Polymer Journal, 1998, 34(11):1565-1570.

[27] Lv W, Tang D M, He Y B, et al. Low-temperature exfoliated graphenes: vacuum-promoted exfoliation and electrochemical energy storage[J]. American Chemical Society Nano, 2009, 3(11):3730-3736.

[28] Zhang H B, Wang J W, Yan Q, et al. Vacuum-assisted synthesis of graphene from thermal exfoliation and reduction of graphite oxide[J]. Journal of Materials Chemistry, 2011, 21(14):5392-5397.

[29] 吕伟。石墨烯的宏量制备、可控组装及电化学性能研究[D]。天津大学,天津, 2012。

[30] Lv W, Tang D M, He Y B, et al. Low-temperature exfoliated graphenes: vacuum-promoted exfoliation and electrochemical energy storage[J]. American Chemical Society Nano, 2009, 3 (11):3730-3736.

[31] Huang J W, Li J, Peng H. Microwave synthesis of manganese nitride[J]. PowderMetallurgy, 2007, 50(2):137-141.

[32] Chen W, Yan L, Bangal P, et al. Preparation of graphene by the rapid and mild thermal reduction of graphene oxide induced by microwaves[J]. Carbon,2010,48(4):1146-1152.

[33] Ruoff R S, Park S J, Zhu Y W, et al. Graphene-based ultracapacitors [J]. Nano Letters 2008, 8 (10):3498-3502.

[34] Ruoff R S, Murali S, Stoller M D, et al. Microwave assisted exfoliation and reduction of graphite oxide for ultracapacitors[J]. Carbon, 2010, 48 (7):2118-2122.

[35] Zhu Y W , Stoller M D, Cai W W, et al. Exfoliation of graphite oxide in ProPylene Carbonate and thermal reduetion of the resulting grapheme oxide Platelets[J]. American Chemical Society Nano, 2010, 4(2):1227-1233.

[36] Hu H, Zhao Z B, Zhou Q, et al. The role of microwave absorption on formation of graphere from graphite oxide[J]. Carbon, 2012, 50(9), 3267-3273.

[37] Park S H, Bak S M, Kim K H, et al . Solid-state microwave irradiation synthesis of high quality graphenenano sheets under hydrogen containing atmosphere[J]. Journal of Materials Chemistry, 2011, 21(3):680-686.

[38] Fu W J, Kiggans J, Overbury S H, et al. Low-temperature exfoliation of multilayer-graphene material from FeCl3 and CH3NO2 co-intercalated graphite compound[J] . Chemistry Communication, 2011, 47(18):5265- 5267.

[39] Zhou M, Wang Y, Zhai Y, et al. Controlled synthesis of large-area and patterned electrochemically reduced graphene oxide films[J]. Chemistry- A European Journal, 2009, 15(25):6116-6120.

[40] Guo Y, Wu B, Liu H, et al. Electrical assembly and reduction of graphene oxide in a single solution step for use in flexible sensors[J]. Advanced Materials, 2011, 23(40):4626-4630.

[41] Zhou Y, Bao Q L, Tang L A L, et al. Hydrothermal dehydration for the "green" reduction of exfoliated graphene oxide to graphene and demonstration of tunable optical limiting properties[J]. Chemistry of Materials, 2009, 21(13):2950-2956.

[42] Yan L F, Chen W F. Preparation of graphene by a low-temperature thermal reduction at atmosphere pressure[J]. Nanoscale, 2010, 2(4):559-563.

[43] Lin Y, Fan X B, Peng W C, et al. Deoxygenation of exfoliated graphite oxide under alkaline conditions: A green route to graphene preparation[J]. Advanced Materials, 2008, 20(23):4490-4493.

[44] Liao K H, Mittal A, Bose S, et al. Aqueous only Route toward GraPhene from GraPhite oxide[J]. American Chemical Society Nano, 2011, 5(2):1253-1258.

[45] Fan X B, Peng W C, Li Y, et al. Deoxygenation of exfoliated graphite oxide under alkaline conditions: A green route to graphene preparation [J]. Advanced Materials, 2008, 20(23):4490-4493.

[46] Rourke J P, Pandey P A, Moore J J, et al. The real graphene oxide revealed: Stripping the oxidative debris from the graphene-like sheets[J]. Angewandte Chemie-Intemational Edition, 2011, 50(14):3173-3177.

Research Progress of Preparation of Graphene via Graphene

Oxide

Zhuang Yafang Li Congzhen Han Liuchun Zhao Yongke

School of Materials Science and Engineering, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang 050043, China

Abstract:In recent years, graphene was attracted much attentions in this world. The route for graphene oxide to graphene was the most popular path for preparing graphene. In this paper, some important methods were concluded as the follows: chemical reduction, heat, micro-wave, electrochemistry, hydrothermal and alkali. The advantages and disadvantages of each method were illustrated, and a promising future of graphene was looked into.

Keywords: Graphene;Graphene Oxided; Research Progress

石墨烯的制备与表征综述

氧化石墨烯还原的评价标准 摘要还原氧化石墨烯(RGO)是一种 有趣的有潜力的能广泛应用的纳米 材料。虽然我们花了相当大的努力 一直致力于开发还原方法,但它仍然 需要进一步改善,如何选择一个合适 的一个特定的还原方法是一个棘手 的问题。在这项研究中,还原氧化石 墨烯的研究者们准备了六个典型的 方法:N2H4·H2O还原,氢氧化钠还 原,NaBH4还原,水浴还原 ,高温还原以及两步还原。我们从四个方面系统的对样品包括:分散性,还原程度、缺陷修复程度和导电性能进行比较。在比较的基础上,我们提出了一个半定量判定氧化石墨烯还原的评价标准。这种评价标准将有助于理解氧化石墨烯还原的机理和设计更理想的还原方法。 引言 单层石墨烯,因为其不寻常的电子性质和应用于各个领域的潜力,近年来吸引了巨大的研究者的关注。目前石墨烯的制备方法,包括化学气相沉积(CVD)、微机械剥离石墨,外延生长法和液相剥离法。前三种方法因为其获得的石墨烯的产品均一性和层数选择性原因而受到限制。此外,这些方法的低生产率使他们不适合大规模的应用。大部分的最有前途生产的石墨烯的路线是石墨在液相中剥离氧化然后再还原,由于它的简单性、可靠性、大规模的能力生产、相对较低的材料成本和多方面的原因适合而适合生产。这种化学方法诱发各种缺陷和含氧官能团,如羟基和环氧导致石墨烯的电子特性退化。与此同时,还原过程可能导致发生聚合、离子掺杂等等。这就使得还原方法在化学剥离法发挥至关重要的作用。 到目前为止,我们花了相当大的努力一直致力于开发还原的方法。在这里我们展示一个简单的分类:使用还原剂(对苯二酚、二甲肼、肼、硼氢化钠、含硫化合物、铝粉、维生素C、环六亚甲基四胺、乙二胺(EDA) 、聚合电解质、还原糖、蛋白质、柠檬酸钠、一氧化碳、铁、去甲肾上腺素)在不同的条件(酸/碱、热处理和其他类似微波、光催化、声化学的,激光、等离子体、细菌呼吸、溶菌酶、茶溶液)、电化学电流,两步还原等等。这些不同的还原方法生成的石墨烯具有不同的属性。例如,大型生产水分散石墨烯可以很容易在没有表面活性稳定剂的条件下地实现由水合肼还原氧化石墨烯。然而,水合肼是有毒易爆,在实际使用的过程中存在困难。水浴还原方法可以减少缺陷和氧含量的阻扰。最近,两个或更多类型的还原方法结合以进一步提高导电率或其他性能。例如,水合肼还原经过热处理得到的石墨烯通常显现良好的导电性。

完--氧化石墨烯改性PVC的性能研究总结

氧化石墨烯改性PVC的性能研究 摘要通过共混方法制备了分散均匀的聚氯乙烯(PVC)/氧化石墨烯(GO)复合材料,研究了材料的力学性能、热稳定性能、导电性能。结果表明,微量GO能较大幅度提高PVC的拉伸强度,且保持较高的断裂伸长率;添加GO还能提高PVC的起始分解温度、最大分解温度以及PVC的成碳量。 关键词:聚氯乙烯;氧化石墨烯;改性 石墨烯(Graphene,又称单层石墨或二维石墨,图1所示)是单原子厚度的呈二维蜂窝状排列的碳原子晶体,被认为是富勒烯、碳纳米管和石墨(图2所示)的基本结构单元[1]。在石墨烯中,碳原子以sp2杂化轨道与其它原子通过强σ键相连接,这些高强度的σ键使石墨烯具有优异的结构钢性,平行片层方向具有很高的强度。碳原子有四个价电子,这样每个碳原子都贡献一个未成键π电子,这些π电子在同一平面层碳原子的上下形成大π键,进而形成垂直于石墨烯片层的互相平行的π轨道,这种离域π电子在碳网平面内可以自由流动,类似自由电子,因此在石墨烯面内具有类似于金属的导电性和导热性,它的抗磁性也十分明显。因其特殊结构石墨烯具有高的比表面积[2] ,良好的力学和电学性能。石墨烯中载流子具有弹道输运特性,室温下载流子的平均自由程和相干长度达到微米量级,迁移率(200000 cm2/Vs)大约是硅的100倍,有利于制造更小的快速转换信号的晶体管[3-5],因其一系列优异的性质,引起科技工作者的极大兴趣。 图1 石墨烯基本结构示意图图2 单层石墨烯及其派生物 石墨烯丰富和奇特的物理化学性质,这使人们联想到石墨烯衍生物是否也具备如此的优异性能。因此,多种具有不同性能的石墨烯衍生物也逐步被发现,其中包括氧化石墨烯(grapheme oxide) [6],,反磁性半氢化石墨烯(graphone)[7],和半导体氢化石墨烯(graphane)[8]等等。在这些物质中氧化石墨烯以其低廉的制备成本,高度的可加工性能,在多个领域的应用都有所涉及。而氧化石墨烯由于其特殊的性质和结构,成为制备石墨烯和基于石墨烯复合材料的理想前驱体。氧

氧化石墨烯的制备方法总结

氧化石墨烯的制备方法: 方法一: 由天然鳞片石墨反应生成氧化石墨,大致分为3 个阶段,低温反应:在冰水浴中放入大烧杯,加入110mL 浓H2SO4,在磁力搅拌器上搅拌,放入温度计让其温度降至4℃左右。加入-100目鳞片状石墨5g,再加入NaNO3,然后缓慢加入15g KMnO4,加完后记时,在磁力搅拌器上搅拌反应90min,溶液呈紫绿色。中温反应:将冰水浴换成温水浴,在磁力搅拌器搅拌下将烧杯里的温度控制在32~40℃,让其反应30 min,溶液呈紫绿色。高温反应:中温反应结束之后,缓慢加入220mL 去离子水,加热保持温度70~100℃左右,缓慢加入一定双氧水(5 %)进行高温反应,此时反应液变成金黄色。反应后的溶液在离心机中多次离心洗涤,直至BaCl2检测无白色沉淀生成,说明没有SO42-的存在,样品在40~50℃温度下烘干。H2SO4、NaNO3、KMnO4一起加入到低温反应的优点是反应温度容易控制且与KMnO4反应时间足够长。如果在中温过程中加入KMnO4,一开始温度会急剧上升,很难控制反应的温度在32~40℃。技术路线图见图1。 方法二:Hummers 方法 采用Hummers 方法[5]制备氧化石墨。具体的工艺流程在冰水浴中装配好250 mL 的反应瓶加入适量的浓硫酸搅拌下加入2 g 石墨粉和1 g 硝酸钠的固体混合物再分次加入6 g 高锰酸钾控制反应温度不超过20℃搅拌反应一段时间然后升温到35℃左右继续搅拌30 min再缓慢加入一定量的去离子水续拌20 min 后并加入适量双氧水还原残留的氧化剂使溶液变为亮黄色。趁热过滤并用5%HCl 溶液和去离子水洗涤直到滤液中无硫酸根被检测到为止。最后将滤饼置于60℃的真空干燥箱中充分干燥保存备用。方法三:修正的Hummers方法 采用修正的Hummers方法合成氧化石墨,如图1中(1)过程。即在冰水浴中装配好250 mL的反应瓶,加入适量的浓硫酸,磁力搅拌下加入2 g 石墨粉和1 g硝酸钠的固体混合物,再缓慢加入6 g高锰酸钾,控制反应温度不超过10 ℃,在冰浴条件下搅拌2 h后取出,在室温下搅拌反应5 d。然后将样品用5 %的H2SO4(质量分数)溶液进行稀释,搅拌2 h后,加入6 mL H2O2,溶液变成亮黄色,搅拌反应2 h离心。然后用浓度适当的H2SO4、H2O2混合溶液以及HCl反复洗涤、最后用蒸馏水洗涤几次,使其pH~7,得到的黄褐色沉淀即为氧化石墨(GO)。最后将样品在40 ℃的真空干燥箱中充分干燥。将获得的氧化石墨入去离子水中,60 W功率超声约3 h,沉淀过夜,取上层液离心清洗后放入烘箱内40 ℃干燥,即得片层较薄的氧化石墨烯,如图1中(2)过程。

多孔石墨烯材料的研究进展

多孔石墨烯材料的研究进展 摘要:多孔石墨烯材料同时结合了石墨烯和多孔材料的优点,具有独特的二维结构及优异的理化性质,是一种具备巨大应用潜力的新型纳米碳质材料。然而单一的石墨烯材料很难充分满足各个领域的应用需求,且石墨烯片层容易堆叠和团聚,制约了其实际应用的发展。通过掺杂、改性、组装和复合等手段制备石墨烯衍生物及石墨烯纳米复合物等石墨烯基材料可以丰富并优化石墨烯的性质,拓展并提升石墨烯的性能,对于促进石墨烯的实际应用具有重大意义。作为一种新型石墨烯衍生物,多孔石墨烯以其二维片状结构、超高比表面积、开放的能带间隙、丰富的活性位点等特性吸引了研究者的很大关注。 关键词:石墨烯;杂化;石墨烯衍生物 引言 如果以化学家的视角将人类和世界写成一本书,碳元素必将会跻身关键词之列:从碳基生命到无机碳素,从史前壁画到太空天梯,从钻木取火到蒸汽革命,再从笔墨纸砚书酒花到柴米油糖酱醋茶,碳的身影无处不在,不可替代。作为世界上最为普遍和奇妙的元素,碳变化多端的魅力归因于其电子轨道杂化方式的多样性及其特殊的成键能力和成键方式。碳原子含有四个价电子,往往以sp,sp2和sp3等杂化形式构成具有不同性质的单质或化合物。以碳单质为例,碳元素存在多种结构、性质迥异的同素异形体。其中sp杂化形式的卡宾碳异常活泼,不易单独稳定存在;sp3杂化的金刚石稳定、超硬、价高,化学修饰较困难;sp2杂化的石墨、石墨烯化学修饰较易且具有独特的电子共轭体系,此外还存在杂化形式介于sp2杂化和sp3杂化之间的富勒烯及包含多种杂化形式碳原子的无定形碳等等。碳家族的众多成员极大丰富了碳质材料的性质,为其在各领域的广泛应用奠定了基础[1]。 1石墨烯及石墨烯基材料 石墨烯即单层或少层石墨薄片,是sp2杂化碳原子按照蜂窝状六元环结构排列而成的二维平面网络结构。2004年,曼彻斯特大学的Novoselov和Geim教授研究组利用机械剥离法成功得到独立存在的单原子层石墨烯,两位物理学家因这一开创性的发现在2010年共同获得诺贝尔物理学奖。然而当我们认真地追根溯源时,会发现石墨烯并非一颗横空出世的新星,围绕石墨烯的讨论已经在科学界

氧化石墨烯的结构及应用

氧化石墨烯的结构及应用 2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈?海姆(Andre Geim)和康斯坦丁?诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)成功地从石墨中分离出一层碳原子构成的石墨烯,两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”,共同获得2010年诺贝尔物理学奖。自此,石墨烯由于其突出的导热性、室温高速载流子迁移率、透光性和力学性能等,同时具有完美的量子隧道效应、半整数的量子霍尔效应、从不消失的电导率等一系列性质,受到了世界各界的广泛关注,也成为科研领域的新兴宠儿。 氧化石墨烯是石墨粉末经化学氧化后的产物,它是一种性能优异的新型碳材料,具有较高的比表面积和表面丰富的官能团。氧化石墨烯复合材料包括聚合物类复合材料以及无机物类复合材料更是具有广泛的应用前景,因为成为研究的又一重点。 一、氧化石墨烯的分子结构 石墨被强氧化剂氧化,氧原子进入到石墨层间,结合л电子,使层面内的二键断裂,并以C=O,C-OH, -COOH等官能团与密实的碳网面中的碳原子结合,形成共价键型石墨层间化合物。氧化石墨烯的理想结构组成为C400H,也有文献报道其组成为C X+(OH)Y-(H20)2,其中C、H、O等各元素的含量随氧化程度不同而发生改变,一般范围为C7O4H2-C24O13H9,目前,普遍认为氧化石墨是一个准二维固体物质。氧化石墨烯由尺寸不定的未被氧化的芳香“岛”组成,而这些“岛”则被含有醇羟基、环氧基团和双键的六元脂环所分开,芳香环、双键和环氧基团使得碳原子点阵格式近乎处于同一平面,仅有连接到羟基基团的碳原子有较轻微的四面体构型畸变,导致了一些层面的卷翘。官能团处于碳原子点阵格子的上下,形成了不同密度的氧原子分布。 干燥的氧化石墨在空气中稳定性较差,很容易吸潮而变成水合氧化石墨,层间距也会随其含水量的高低而有所不同。随含水量的增加,层间距从0.6nm增加到1.1nm,从而导致X射线(100)衍射峰的位置的变化。 鉴于氧化石墨烯在石墨烯材料领域中的地位,许多科学家试图对氧化石墨烯的结构进行详细和准确的描述,以便有利于石墨烯材料的进一步研究,虽然已经利用了计算机模拟、拉曼光谱,核磁共振等手段对其结构进行分析,但由于种种原因(不同的制备方法,实验条件的差异以及不同的石墨来源对氧化石墨烯的结构都有一定的影响),氧化石墨烯的精确结构还无法得到确定。 二、氧化石墨烯的制备方法 氧化石墨烯的制备方法主要有Brodie、Staudenmaier和Hummers三种方法,它们都是用无机强质子酸(如浓硫酸、发烟硝酸或它们的混合物)处理原始石墨,将强酸小分子插入石墨层问,再用强氧化剂(如KMnO4、KC104等)对其进行氧化。 1、Brodie法 1898年Brodie采用发烟HNO3体系,以KC103为氧化剂,反应体系的温度需先维持在0℃,然后,不断搅拌反应20-24h。洗涤后获得的氧化石墨的氧化程度较低,需进行多次氧化处理以提高氧化程度,反应时间相对较长。该法的优点是其氧化程度可利用氧化时间进行控制,合成的氧化石墨结构比较规整。但因采用KC103作氧化剂,有一定的危险性。

氧化石墨烯的制备及表征

氧化石墨烯的制备及表征 文献综述 材料0802班 李琳 200822046

氧化石墨烯的制备及表征 李琳 摘要:石墨烯(又称单层石墨或二维石墨)是单原子厚度的二维碳原子晶体,被认为是富勒烯、碳纳米管和石墨的基本结构单元[1]。石墨烯可通过膨胀石墨经过超声剥离或球磨处理来制备[2,3],其片层厚度一般只能达到30~100 nm,难以得到单层石墨烯(约0.34 nm),并且不容易重复操作。所以寻求一种新的、容易和可以重复操作的实验方法是目前石墨烯研究的热点。而将石墨氧化变成氧化石墨,再在超声条件下容易得到单层的氧化石墨溶液,再通过化学还原获得,已成为石墨烯制备的有效途径[4]。通过述评氧化石墨及氧化石墨烯的制备、结构、改性及其与聚合物的复合,展望了石墨烯及其复合材料的研究前景。 关键词:氧化石墨烯,石墨烯,氧化石墨,制备,表征 Oxidation of graphite surfaces preparation and Characterization LI Lin Abstrat:Graphite surfaces (also called single graphite or 2 d graphite )is the single atoms thickness of the 2 d carbon atoms crystal, is considered fullerenes, carbon nanotubes and graphite basic structure unit [1].Graphite surfaces can through the expanded graphite after ultrasonic stripping or ball mill treatment topreparation [2,3], a piece of layer thickness normally only up to 30 to 100 nm, hard to get the single graphite surfaces (about 0.34 nm), and not easy to repeated operation. So to search a new, easy to operate and can be repeated the experiment method of the graphite surfaces is the focus of research. And will graphite oxidization into oxidation graphite, again in ultrasonic conditions to get the oxidation of the single graphite solution, again through chemical reduction get, has become an effective way of the preparation of graphite surfaces [4]. Through the review of graphite oxide and oxidation graphite surfaces of the preparation, structure, modification of polymer and the

石墨烯材料的研究进展论文

石墨烯材料的研究进展 摘要:石墨烯是近年被发现和合成的一种新型二维碳质纳米材料。由于其独特的结构 和新奇的物化性能,在改善复合材料的热性能、力学性能和电性能等方面具有很大的潜力,已成为纳米复合材料研究的热点。综述了石墨烯纳米复合材料的制备与应用研究进展,并对石墨烯纳米复合材料的发展前景进行了展望。 关键词:石墨烯;纳米复合材料;制备;应用 1,材料的基本情况 石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的碳质材料,是构成其它碳同素异形体的基本单元。石墨烯的理论研究已有60多年的历史,一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在。2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫用胶带反复剥离高定向热解石墨的方法,得到了稳定存在的石墨烯。石墨烯的出现颠覆了传统理论,使碳的晶体结构形成了从零维的富勒烯、一维的碳纳米管、二维的石墨烯到三维的金刚石和石墨的完整体系。 石墨烯的结构非常稳定。石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧,当施加外力于石墨烯时,碳原子面会弯曲变形,使得碳原子不必重新排列来适应外力,从而保持结构稳定。这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。石墨烯是构成石墨,木炭,碳纳米管和富勒烯碳同素异形体的基本单元。完美的石墨烯是二维的,它只包括六边形(等角六边形); 如果有五边形和七边形存在,则会构成石墨烯的缺陷。12个五角形石墨烯会共同形成富勒烯。石墨烯卷成圆桶形可以用为碳纳米管 石墨烯的出现在科学界激起了巨大的波澜,人们发现,石墨烯具有非同寻常的导电性能、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性,它的出现有望在现代电子科技领域引发一轮革命。 石墨烯目前是世上最薄却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;导热系数高于碳纳米管和金刚石,石墨烯是迄今为止世界上强度最大的材料,据测算如果用石墨烯制成厚度相当于普通食品塑料包装袋厚度的薄膜(厚度约100 纳米),那么它将能承受大约两吨重物品的压力,而不至于断裂,石墨烯是世界上导电性最好的材料。 常温下其电子迁移率比纳米碳管或硅晶体高,而电阻率比铜或银更低,为目前世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低,电子迁移的速度极快,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。石墨烯另一个特性,是能够在常温下观察到量子霍尔效应。 2,最热的应用合成 石墨烯的应用范围广阔。根据石墨烯超薄,强度超大的特性,石墨烯可被广泛应用于各领域. 根据其优异的导电性,使它在微电子领域也具有巨大的应用潜力。石墨烯有可能会成为硅的替代品,制造超微型晶体管,用来生产未来的超级计算机,碳元素更高的电子迁移率可以使未来的计算机获得更高的速度。最小最快石墨烯晶体管。2011年4月7日IBM向媒体展示了其最快的石墨烯晶体管,该产品每秒能执行1550亿个循环操作,比之前的试验用晶体管快50%。 石墨烯材料还是一种优良的改性剂,在新能源领域如超级电容器、锂离子电池方面,由

氧化石墨烯的制备

大学生创新训练项目 研究报告 项目名称:氧化石墨烯和磁性氧化石墨烯的制备及其吸附性的研究 项目类型:一般项目 项目年度:2014年 项目负责人:李柯学号:32012080015 负责人院(系):安全与环境工程学院环境工程系 专业(方向):环境工程 项目组成员:杨梦凡、杨舒、卢光远 指导教师:任冬梅 教务处制 二〇一五年 摘要

石墨烯是由单层碳原子排列组合而成,呈六边形网状结构,因其特殊的二维结构表现出许多优异的性质。而氧化石墨烯由于在表面及边缘上大量含氧基团的引入,易于修饰与功能化,且保持着化学稳定性。本文采用改良hummers法制备氧化石墨烯。本文采用改良hummers 法制备氧化石墨烯。改进后制备较高氧化程度的氧化石墨的原料:天然鳞片石墨1g,浓硫酸23ml,高锰酸钾3g,硝酸钠0.5g,30%双氧水10ml,35%的盐酸,蒸馏水若干(实验中采用了多组不同的原料用量配比,过程记录以此组数据为例)。并得到如下结论:制取氧化石墨烯时,一定范围内,天然鳞片石墨用量减少可以提高氧化程度;硝酸钠用量的变化对石墨烯氧化程度影响不大;适度增加高锰酸钾和双氧水的用量同样可以提高氧化程度。实验过程中,高锰酸钾对石墨烯的氧化起着至关重要的作用,加入高锰酸钾时长时间缓慢增加对石墨烯氧化程度的效果比一次性直接加入要好。改进后的方法有利于提高实验室合成氧化石墨烯的效率,一定程度上降低了实验操作的难度。制取磁性氧化石墨烯的过程中,是在强碱性(PH>12)的环境下,让氧化石墨烯与FeCl3和FeCl2水浴恒温,使生成的纳米Fe3O4直接镶嵌复合到氧化石墨烯上。最后在不同浓度的PH条件下测得氧化石墨烯和磁性氧化石墨烯对甲基橙和重金属离子的吸收。 关键词:氧化石墨烯、磁性氧化石墨烯、吸附性

氧化石墨烯的制备讲义

实验十、氧化石墨烯的制备实验 一、实验目的 1、掌握Hummers法制备氧化石墨烯。 2、了解氧化石墨烯结构与性能表征。 二、实验原理 1、氧化石墨烯 氧化石墨烯是石墨烯的氧化物,其颜色为棕黄色,市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物,氧化石墨烯是单一的原子层,可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米,因此,其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料,具有聚合物、胶体、薄膜,以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质,因为其在水中具有优越的分散性,但是,相关实验结果显示,氧化石墨烯实际上具有两亲性,从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。 经过氧化处理后,氧化石墨仍保持石墨的层状结构,但在每一层的石墨烯单片上引入了许多氧基功能团。这些氧基功能团的引入使得单一的石墨烯结构变得非常复杂。鉴于氧化石墨烯在石墨烯材料领域中的地位,许多科学家试图对氧化石墨烯的结构进行详细和准确的描述,以便有利于石墨烯材料的进一步研究,虽然已经利用了计算机模拟、拉曼光谱,核磁共振等手段对其结构进行分析,但由于种种原因(不同的制备方法,实验条件的差异以及不同的石墨来源对氧化石墨烯的结构都有一定的影响),氧化石墨烯的精确结构还无法得到确定。大家普遍接受的结构模型是在氧化石墨烯单片上随机分布着羟基和环氧基,而在单片的边缘则引入了羧基和羰基。 图1 氧化石墨烯的结构 2、氧化石墨烯的制备 氧化石墨烯的制备一般有三种方法:brodie法、Staudenmaier法、hummers法。这三种方法的共同点都是利用石墨在酸性质子和氧化剂的作用下氧化而成的,但是不同的方法各有优点。Brodie 等人于1859年首次用高氯酸和发烟硝酸作为氧化剂插层制备出

功能化氧化石墨烯的细胞相容性

[Article] https://www.doczj.com/doc/698661810.html, 物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao ) Acta Phys.?Chim.Sin .2012,28(6),1520-1524 June Received:November 25,2011;Revised:March 11,2012;Published on Web:March 13,2012.? Corresponding authors.YANG Rong,Email:yangr@https://www.doczj.com/doc/698661810.html,;Tel:+86-10-82545616.HENG Cheng-Lin,Email:hengcl@https://www.doczj.com/doc/698661810.html,.The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (20911130229,21073047)and Main Direction Program of Knowledge Innovation of Chinese Academy of Sciences,China (KJCX2.YW.M15). 国家自然科学基金(20911130229,21073047)和中国科学院知识创新工程重要方向项目(KJCX2.YW.M15)资助 ?Editorial office of Acta Physico ?Chimica Sinica doi:10.3866/PKU.WHXB 201203131 功能化氧化石墨烯的细胞相容性 张晓1,2 杨蓉2,*王琛2衡成林1,* (1北京理工大学物理学院,教育部簇科学重点实验室,北京100081; 2 国家纳米科学中心,中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室,北京100190) 摘要:采用改进的Hummers 方法制备了纳米尺度的氧化石墨烯.对氧化石墨烯的表面进行羧基化,并连接上 聚乙二醇(PEG)使其在细胞培养液中可溶并能稳定保存.采用透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱和zeta 电位测量等对修饰后的氧化石墨烯的结构和功能进行了表征.体外细胞实验表明PEG 修饰的氧化石墨烯在水中具有良好的可溶性,对A549细胞没有明显的毒性,在生物医药领域具有潜在的应用价值.关键词: 氧化石墨烯;纳米材料;生物相容性;表面功能化 中图分类号: O645 Cell Biocompatibility of Functionalized Graphene Oxide ZHANG Xiao 1,2 YANG Rong 2,* WANG Chen 2 HENG Cheng-Lin 1,* (1Key Laboratory of Cluster Science of Ministry of Education,School of Physics,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,P .R.China ;2Key Laboratory for Biomedical Effects of Nanomaterials and Nanosafety,Chinese Academy of Sciences, National Center for Nanoscience and Technology,Beijing 100190,P .R.China ) Abstract:We report on synthesis of nanoscale graphene oxide (NGO)by modified Hummers ’method.Synthesized NGO particles were surface functionalized by attaching carboxylic acid and polyethylene glycol groups to render them soluble in cell culture medium.The structures and properties of functionalized NGO were characterized by transmission electron microscopy (TEM),Fourier transform infrared (FTIR)spectroscopy,and zeta potential analyzer.Cell viability studies show that PEG-modified NGO particles are highly soluble and incur almost no cytotoxicity to A549cells,which suggest a great potential for the use of NGO in various biomedical applications.Key Words:Graphene oxide; Nanomaterials;Biocompatibility;Surface functionalization 1Introduction Graphene,a single layer of carbon atoms with excellent ther-mal,mechanical,and electrical properties,has attracted consid-erable attention in recent years.1-3Graphene oxide (GO)4-10is one of the most important graphene derivatives which contains aromatic regions randomly interspersed with oxidized aliphatic rings.These oxidized rings containing epoxide (C ―O ―C)and hydroxyl (C ―OH)groups,and the GO sheets terminated with both carbonyl (C =O)and carboxylic acid (―COOH) groups 5-7can provide reactive sites for chemical modification to obtain new derivatives for biology application.8-10It is known that many pharmaceutical ingredients are poorly solu-ble in water.As a result,their clinical applications are seriously influenced.Therefore,finding a nanoscale drug carrier is criti-cal in biology application.Recently,researchers started to ex-plore the ability of GO in attachment and delivery of aromatic,water insoluble drugs.Yang et al.11investigated loading doxo-rubicin hydrochloride,an anticancer drug,on GO sheets,and 1520

氧化石墨烯的制备

氧化石墨烯的制备 案场各岗位服务流程 销售大厅服务岗: 1、销售大厅服务岗岗位职责: 1)为来访客户提供全程的休息区域及饮品; 2)保持销售区域台面整洁; 3)及时补足销售大厅物资,如糖果或杂志等; 4)收集客户意见、建议及现场问题点; 2、销售大厅服务岗工作及服务流程 阶段工作及服务流程 班前阶段1)自检仪容仪表以饱满的精神面貌进入工作区域 2)检查使用工具及销售大厅物资情况,异常情况及时登记并报告上级。 班中工作程序服务 流程 行为 规范 迎接 指引 递阅 资料 上饮品 (糕点) 添加茶水 工作 要求 1)眼神关注客人,当客人距3米距离 时,应主动跨出自己的位置迎宾,然后 侯客迎询问客户送客户

注意事项 15度鞠躬微笑问候:“您好!欢迎光临!”2)在客人前方1-2米距离领位,指引请客人向休息区,在客人入座后问客人对座位是否满意:“您好!请问坐这儿可以吗?”得到同意后为客人拉椅入座“好的,请入座!” 3)若客人无置业顾问陪同,可询问:请问您有专属的置业顾问吗?,为客人取阅项目资料,并礼貌的告知请客人稍等,置业顾问会很快过来介绍,同时请置业顾问关注该客人; 4)问候的起始语应为“先生-小姐-女士早上好,这里是XX销售中心,这边请”5)问候时间段为8:30-11:30 早上好11:30-14:30 中午好 14:30-18:00下午好 6)关注客人物品,如物品较多,则主动询问是否需要帮助(如拾到物品须两名人员在场方能打开,提示客人注意贵重物品); 7)在满座位的情况下,须先向客人致歉,在请其到沙盘区进行观摩稍作等

待; 阶段工作及服务流程 班中工作程序工作 要求 注意 事项 饮料(糕点服务) 1)在所有饮料(糕点)服务中必须使用 托盘; 2)所有饮料服务均已“对不起,打扰一 下,请问您需要什么饮品”为起始; 3)服务方向:从客人的右面服务; 4)当客人的饮料杯中只剩三分之一时, 必须询问客人是否需要再添一杯,在二 次服务中特别注意瓶口绝对不可以与 客人使用的杯子接触; 5)在客人再次需要饮料时必须更换杯 子; 下班程 序1)检查使用的工具及销售案场物资情况,异常情况及时记录并报告上级领导; 2)填写物资领用申请表并整理客户意见;3)参加班后总结会; 4)积极配合销售人员的接待工作,如果下班时间已经到,必须待客人离开后下班;

石墨烯材料研究进展

石墨烯材料研究进展 化学工程与工艺 0909403068 王月 摘要:石墨烯具有非凡的物理及电学性质,如高比表面积、高导电性、高机械强度、易于修饰及大规模生产等。2004年石墨烯的成功剥离,使石墨烯成为形成纳米尺寸晶体管和电路的“后硅时代”的新潜力材料,其产品研发和应用目前正在全球范围内急剧增加。本文通过对石墨烯的特性、制备和应用现状几方面进行了综述。 关键词:石墨烯制备应用进展 石墨烯是碳 原子紧密堆 积成单层二 维蜂窝状晶 格结构的一 种碳质新材 料,是构筑 零维富勒 烯、一维碳 纳米管、三 维体相石墨等sp2杂化碳(即碳以双键相连或连接其他原子)的基本结构单元,如图1所示。石墨烯的理论研究已有60多年的历史,但直至2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈〃海姆和康斯坦丁〃诺沃肖洛夫,

利用胶带剥离高定向石墨的方法获得真正能够独立存在的二维石墨 烯晶体,并发现了石墨烯载流子的相对论粒子特性,才引发石墨烯研 究热。这以后,制备石墨烯的新方法层出不穷,人们发现,将石墨烯 引入工业化生产的领域已为时不远了[1]。 1石墨烯的特性 石墨烯是零带隙半导体,有着独特的载流子特性,为相对论力学 现象的研 究提供了一条重要 途径;电子在石墨 烯中传输的阻力很 小,在亚微米距离 移动时没有散射,具 有很好的电子传输 性质;石墨烯韧性 好,它们每100nm 距离上承受的最大 压力可达2.9N [2],是迄今为止发现的力学性能最好的材料之一。石墨烯特有的 能带结构使空穴和电子相互分离,导致了新电子传导现象的产生,如 量子干涉效应、不规则量子霍尔效应。Novoselov 等观察到石墨烯具 有室温量子霍耳效应,使原有的温度范围扩大了10倍。石墨烯在很 多方面具备超越现有材料的特性,具体如图 2 [3]所示,日本企业的 一名技术人员形容单层石墨碳材料“石墨烯”是“神仙创造的材料”。 图2 石墨烯的特点

石墨烯的制备方法概述

石墨烯的制备方法概述 1物理法制备石墨烯 物理方法通常是以廉价的石墨或膨胀石墨为原料,通过机械剥离法、取向附生法、液相或气相直接剥离法来制备单层或多层石墨烯。这些方法原料易得,操作相对简单,合成的石墨烯的纯度高、缺陷较少。 1.1机械剥离法 机械剥离法或微机械剥离法是最简单的一种方法,即直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剥离下来。Novoselovt等于2004年用一种极为简单的微机械剥离法成功地从高定向热 解石墨上剥离并观测到单层石墨烯,验证了单层石墨烯的独立存在。具体工艺如下:首先利用氧等离子在1mm厚的高 定向热解石墨表面进行离子刻蚀,当在表面刻蚀出宽20μm —2mm、5μm的微槽后,用光刻胶将其粘到玻璃衬底上, 再用透明胶带反复撕揭,然后将多余的高定向热解石墨去除并将粘有微片的玻璃衬底放入丙酮溶液中进行超声,最后将单晶硅片放入丙酮溶剂中,利用范德华力或毛细管力将单层石墨烯“捞出”。 但是这种方法存在一些缺点,如所获得的产物尺寸不易控制,无法可靠地制备出长度足够的石墨烯,因此不能满足工业化需求。

1.2取向附生法—晶膜生长 PeterW.Sutter等使用稀有金属钌作为生长基质,利用基质的原子结构“种”出了石墨烯。首先在1150°C下让C原子渗入钌中,然后冷却至850°C,之前吸收的大量碳原子就会浮到钌表面,在整个基质表面形成镜片形状的单层碳原子“孤岛”,“孤岛”逐渐长大,最终长成一层完整的石墨烯。第一层覆盖率达80%后,第二层开始生长,底层的石墨烯与基质间存在强烈的交互作用,第二层形成后就前一层与基质几乎完全分离,只剩下弱电耦合,这样制得了单层石墨烯薄片。但采用这种方法生产的石墨烯薄片往往厚度不均匀,且石墨烯和基质之间的黏合会影响制得的石墨烯薄片的特性。 1.3液相和气相直接剥离法 液相和气相直接剥离法指的是直接把石墨或膨胀石墨(EG)(一般通过快速升温至1000°C以上把表面含氧基团除去来获取)加在某种有机溶剂或水中,借助超声波、加热或气流的作用制备一定浓度的单层或多层石墨烯溶液。Coleman等参照液相剥离碳纳米管的方式将墨分散在N-甲基-吡咯烷酮(NMP)中,超声1h后单层石墨烯的产率为1%,而长时间的 超声(462h)可使石墨烯浓度高达1.2mg/mL。研究表明,当溶剂与石墨烯的表面能相匹配时,溶剂与石墨烯之间的相互作用可以平衡剥离石墨烯所需的能量,能够较好地剥离石墨烯

石墨烯的研究进展概述

龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/698661810.html, 石墨烯的研究进展概述 作者:兰耀海 来源:《建材发展导向》2014年第03期 摘要:由于石墨烯具有独特的结构和优越的性能,现己逐渐应用于电子材料、薄膜材 料、储能材料、液晶材料、催化材料等先进的功能材料领域。石墨烯复合材料是石墨烯应用研究中的重要领域,近年来已成为材料研究的热门领域。文章主要对石墨烯的物理化学性质、制备方法、石墨烯复合材料以及应用领域进行简单总结,并对未来石墨烯复合材料的发展做一展望。 关键词:石墨烯;复合材料;研究进展 1 石墨烯的物理化学性质 石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料,是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,是只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在,直到2004年,英国科学家成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯,从而证实它可以单独存在。石墨烯具有特殊的单原子层结构和奇特的物理性质:强度达130GPa、热导率约5000J/(m·K·S),禁带宽度几乎为零、载流子迁移率达到2×105cm2/(V·s),具有极高的透明度(约为97.7%)、表面积的理论计算值为2630m2/g,石墨烯的杨氏模量(1100GPa)和断裂强度(125GPa)与碳纳米管相当,它还具有分数量子霍尔效应、量子霍尔铁磁性和零载流子浓度极限下的最小量子电导率等一系列优良性质。 石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料,它几乎是完全透明的,只吸收大约2.3%的光。石墨烯的物理性能优越可以翘曲成零维的富勒烯,卷成一维的碳纳米管或者堆垛成三维的石墨。石墨烯的基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环,理想的石墨烯结构是平面六边形点阵,可以看作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,这赋予石墨烯良好的导电性。 2 石墨烯的制备方法 自从2004年曼彻斯特大学的研究小组发现了单层及薄层石墨烯以来,石墨烯的制备引起学术界的广泛关注。由于二维晶体结构在有限温度下是极不稳定,而考察石墨烯的基本性质并充分发挥其优异性能需要高质量的单层或薄层石墨烯,这就要求寻找一种石墨烯的制备方法来满足日益增长的研究及应用需求。 目前石墨烯的制备方法主要划分为三类:第一类为化学剥离法,这种方法通过制备氧化石墨作为前躯体,使用化学还原,溶剂热还原,热膨胀还原等手段得到对应的石墨烯。第二类为

常用溶液的配置+氧化石墨烯的制备

PB和PBS是免疫细胞化学实验中最为常用的缓冲液, 0.01mol/L的PBS主要用于漂洗组织标本、稀释血清等,其pH应在7.25~7.35之间,否则需要调整。 0.1mol/L的PB常用于配制固定液、蔗糖等。 一般情况下,0.2mol/l PB的pH值稍高些,稀释成0.01mol/L的PBS时,常可达到要求的pH值,若需调整pH,通常也是调PB的pH。 配制方法为: 1.0.2mol/L(pH7.4)磷酸盐缓冲液(Phosphate Buffer, PB) 试剂:NaH2PO4?2H2O Na2HPO4?12H2O 配制方法:配制时,常先配制0.2mol/L的NaH2PO4和0.2mol/L的Na2HPO4,两者按一定比例混合即成0.2mol/L的磷酸盐缓冲液(PB),根据需要可配制不同浓度的PB和PBS。 (1)0.2mol/L的Na2HPO4;称取Na2HPO4.12H2o 31.2g(或NaH2PO4?H2O 27.6g)加重蒸水至1000ml溶解。 (2)0.2mol/L的Na2HPO4:称取NaHPO4.?12H2o 71.632g(或Na2HPO4?7H2O 53.6g或Na2HPO4?2H2o 35.6g)加重蒸水至1000ml溶解。 (3)0.2mol/L pH7.4的PB的配制:取19ml 0.2mol/L的NaH2PO4和81ml 0.2mol/L的 Na2HPO4?12H2O,充分混合即为0.2mol/L的PB(pH约为7.4~7.5)。若pH偏高或偏低,可通过改变二者的比例来加以调整,室温保存即可。 2.0.01mol/L磷酸盐缓冲生理盐水(Phosphate Buffered Saline, PBS) 试剂:0.2mol/L PB 50ml NaCl 8.5~9g(约0.15mol/L) 重蒸水至1000ml 配制方法:称取NaCl 8.5~9g及0.2mol/L的PB 50ml,加入1000ml的容量瓶中,最后加重蒸水至1000ml,充分摇匀即可。若拟配制0.02mol/L的PBS,则PB量加倍即可,依此类推

基于石墨烯吸波材料的研究进展

Material Sciences 材料科学, 2018, 8(3), 222-234 Published Online March 2018 in Hans. https://www.doczj.com/doc/698661810.html,/journal/ms https://https://www.doczj.com/doc/698661810.html,/10.12677/ms.2018.83024 Research Progress of Microwave Absorbing Materials Based on Graphene Xingjun Lv, Yingrui Wu, Hang Li, Wei Li School of Civil Engineering, Dalian University of Technology, Dalian Liaoning Received: Mar. 2nd, 2018; accepted: Mar. 21st, 2018; published: Mar. 28th, 2018 Abstract Graphene, as a new type carbon material, due to its excellent physical and chemical properties, has become a research focus. In this paper, the electromagnetic wave absorbing properties and mechanism of graphene composites are reviewed. The development of graphene based composite absorbing materials is expected. Keywords Graphene, Absorbing Material, Composite 基于石墨烯吸波材料的研究进展 吕兴军,武应瑞,李航,李威 大连理工大学土木工程学院,辽宁大连 收稿日期:2018年3月2日;录用日期:2018年3月21日;发布日期:2018年3月28日 摘要 石墨烯作为一种新型的碳材料,由于其优良的物理化学性能成为研究的热点。本文综述了石墨烯复合材料的电磁波吸收性能和机理等,并对石墨烯基复合吸波材料的发展做了展望。 关键词 石墨烯,吸波材料,复合材料

相关主题
相关文档 最新文档