超重力法液相直接剝離法制備石墨烯.pdf

1、石墨烯，一種具有六方晶格網(wǎng)狀結構的二維納米材料，在眾多領域展現(xiàn)出優(yōu)異的性能，成為眾多科研學者的研究對象，并取得了進展。由于其獨特的性質(zhì)，石墨烯廣泛被用作可彎曲屏幕，石墨烯電池以及超級電容器。
　　本文研究了在內(nèi)循環(huán)式超重力旋轉填充床中制備石墨烯過程中考察了不同因素對其產(chǎn)率和結構的影響，初步建立了可控規(guī)?；苽涓咂焚|(zhì)石墨烯的新方法。
　　主要研究結果如下:
　　(1)在內(nèi)循環(huán)旋轉填充床的剝離過程中對石墨烯濃度和層數(shù)的影響

2、因素有:剝離時間、裝液量、石墨粉初始濃度以及轉速。在本實驗的操作條件下，分散液濃度隨剝離時間的延長而先增加后降低。轉子速度則是在整個剝離過程中最為關鍵的一個因素，轉速過低時無法達到剝離所需的最低剪切速率(104s-1)，過高則會因剪切力過大而使得石墨烯碎化，使團聚現(xiàn)象加劇，影響石墨烯濃度。石墨粉的初始濃度，對于石墨烯層數(shù)的影響主要體現(xiàn)在對于分散液粘度的影響，在一定范圍內(nèi)有助石墨烯層數(shù)的降低，過高則會影響體系的正常運。
　　(2)當

3、以N-甲基吡咯烷酮(NMP)為溶劑時，向其中添加輔助剝離試劑，有助于石墨片層層數(shù)的降低;而在含水表面活性劑體系下，十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)的存在，則有助石墨烯的剝離和分散。
　　(3)本文采用兩種方法對石墨粉進行預處理:1，熱膨脹法，該方法可以明顯提高石墨的層間距，進而降低石墨剝離難度。2，微波處理，該方法處理石墨粉過程能耗較低，較經(jīng)濟。
　　(4)對超重力法制備石墨烯的機理進行闡釋，石墨在剝離過程中，主要受到絲網(wǎng)填料的

4、剪切力的影響，當剪切力的方向平行于石墨片層方向時，該作用力則起到剝離作用;而當剪切力方向垂直于石墨片層時，主要起到切斷和使石墨片層發(fā)生彎折的作用;而兩者處于其他方向時，起到碎化作用。除與絲網(wǎng)填料間的剪切力外，石墨粉在剝離過程中,還受到來自于懸浮液的粘性力的作用，其主要作用方式有三種:提拉式分離，滑移式分離以及卷軸作用。相比于前兩者，卷軸需要克服的作用力更小，更容易形成。另外，石墨顆粒間以及石墨粉和釜壁間的碰撞也會使得石墨顆粒邊緣發(fā)生形變