石墨烯水性分散液的制备详细流程

发布日期：

2022-09-13

　　石墨烯是二维蜂窝型碳质的新材料，因为其独特的结构石墨烯具有卓越的性能。石墨烯水性分散液的电子迁移率比硅半导体高100倍，石墨烯的面内热导率理论预测为6000 W/(mK)，是普通导热材料的10-20倍(室温导热率：铜393.6W/(MK))。铝238.6 W/(mK)。石墨烯的力学性能也非常优秀。研究者通过原子力显微镜的针尖测量石墨烯的杨氏模量为1 TPa。石墨烯也有独特的光学性能，单层石墨烯

　　石墨烯是二维蜂窝型碳质的新材料，因为其独特的结构石墨烯具有卓越的性能。石墨烯水性分散液的电子迁移率比硅半导体高100倍，石墨烯的面内热导率理论预测为6000 W/(mK)，是普通导热材料的10-20倍(室温导热率：铜393.6W/(MK))。铝238.6 W/(mK)。石墨烯的力学性能也非常优秀。研究者通过原子力显微镜的针尖测量石墨烯的杨氏模量为1 TPa。石墨烯也有独特的光学性能，单层石墨烯只吸收2.3%的白光。

　　由于石墨烯水性分散液具有如此多的优良性能，稳定分散的石墨烯分散液可应用于导电剂、电池电极材料导电添加剂、催化剂、超级电容器、太阳能电池、石墨烯半导体芯片、导电石墨薄膜、石墨烯计算机存储器、生物材料、透明导电涂料等多个领域。

　　石墨烯水性分散液是如何形成的。

　　1.材料准备

　　首先，我们要准备以下材料：石墨鳞片;绝对乙醇聚乙烯吡咯烷酮(PVP);1-甲基-2吡咯烷酮(NMP)。

　　2.石墨鳞片中杂质的去除

　　以商业购买的石墨鳞片为0.1克，放入烧杯中，加入少许乙醇溶液，放入超声波仪或混合10min，初步清洗石墨鳞片，洗掉密度较低的杂质，保持10min不变，扔掉乙醇，保持楼下沉淀。

　　3.溶液制备

　　在烧杯中加入一点聚乙烯吡咯酮(PVP)有助于石墨在溶液中更好地分散，最后加入50毫升的1-甲基-2吡咯酮(NMP)作为溶剂。

　　4.超声波处理

　　将准备好的原液放入超声波仪中进行长达5天的超声波，利用超声波引起的振动在石墨鳞层和层之间剥离，配合NMP溶剂的超强解离强度，可以有效地将石墨鳞层分离成小层的石墨纳米片。另一方面，超声波作用下溶液内部产生的低气压可以使石墨烯纳米片破裂，得到微米水平的石墨烯纳米片。

　　5.离心处理

　　超声波后用一次性滴管吸溶液的上清液放入10 ml离心管，选择3500rpm转速进行离心机，最终采集清液。如果实验需要更少的石墨烯水性分散液，可以从离心管中吸取上清液，稀释后持续几天超声波，然后做离心力，得到层数较少、甚至是单层的石墨烯。

　　石墨烯的表征方式一般是将获得的溶液滴在有干净氧化层的硅上，用蒸汽罐干燥后用显微镜表征即可，层数的表征可以通过拉曼设备完成。到此为止，石墨烯水性分散液的制备完成了。通过光学显微镜、扫描电子显微镜、拉曼显微镜表征石墨烯纳米碎片，石墨烯纳米碎片可以呈现规则的矩形碎片，由于该石墨烯是通过物理玻璃来的，拉曼光谱中几乎没有缺陷棒，用化学气相沉积法制备的石墨烯纳米碎片与化学气相沉积法相比具有更好的质量!

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