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【精华】超级储能材料石墨烯的制备方法

2016-01-13 09:54来源:烯碳资讯关键词:石墨烯储能材料石墨烯电池收藏点赞

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氧化还原法

除了CVD法,氧化还原法也是可实现量产的石墨烯制作工艺之一,它更高效且成本较低,一般是用天然石墨与强氧化性混合酸反应,再加入氧化剂得到带官能团,如羧基、环氧基和羟基,的氧化石墨(GO)。而后经超声分散使GO分散在溶剂中,并加入还原剂得到石墨烯。还原过程可以去除氧化石墨烯表面的含氧基团,但同时会造成石墨烯表面缺陷。另外,天然石墨是石墨烯叠加团聚而成的,其中的石墨烯尺寸形态不统一,导致得到的石墨烯也存在尺寸形态不统一的问题。氧化过程中,很难保证单层石墨烯边缘与反应剂反应并能分离出来,因此也有得到的石墨烯的单层率不稳定的问题。

在石墨烯复合材料的制备中,大量使用的是GO。由于GO本身的官能团,使在液相中的石墨烯颗粒具有互相排斥力,可以分散在溶剂中,与多种材料合成为石墨烯复合材料。大量文献中提到的一种制备GO的方法是改性hummer(悍马)法,是混合粉末石墨,硝酸钠,硫酸后加入高锰酸钾,这种方法更安全快捷。

2013年,一种通过同步还原和组装方法制作的可调透光率和导电性的大面积石墨烯薄膜被报道。研究者用金属基底和氧化石墨烯之间的氧化还原反应,将氧化石墨烯还原转化成为石墨烯并组织成高度有序的原位薄膜。这种设计可实现工业规模的生产,并应用于未来的电子和光电领域。

图3. 晶片尺寸的数层石墨烯薄膜转移到PET基材

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原标题:碳储能材料制备方法之「石墨烯」
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