石墨烯的制备与应用.pdf

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1、专业管理石墨烯的制备与应用曹圣平孙百亚(百川化工（如皋）有限公司，江苏南通226532)摘要：为了获得低成本、大面积以及高质量的石墨烯，本文3石墨烯的性能应用主要从石墨烯的制备和潜在的应用进行了简单的综述，并展望3.1晶体管其未来的发展前景。当前，对于硅晶体管的研究水平已经达到了极限，因此寻关键词：石墨烯；制备；应用找代替其新产品已经势在必行。石墨烯是一种零带隙的半导在2004年，英国的曼彻斯特大学研究发现石墨烯是一种单体，具有良好的导电性，其即使被分成1nm宽的元件也具备良原子层石墨晶体薄膜，这是一种由碳原子SP2组成的二维蜂窝好的导电性；相反，硅即被分成10nm长的小片，其良

2、好的导电状物质，属于化学中的最基本单元，其C键大概长0.143nm。石性也会随之消失。并且，石墨烯材料输送电子的速度比硅快几墨烯因为其自身二维晶体结构，具有很多良好的性能。十倍，因此在新一代晶体管的研究中，石墨烯将很有可能成为1石墨烯的概念最为理想的电极材料。就目前来说，石墨烯晶体管的高载电子二维的石墨烯的性能是最完善的，其元胞为等角六边形；的传输速度、稳定性以及机械柔韧性是化工领域内主要研究的课题。在塑料基底上，部分学者制备出一些具有高性能、柔性当元胞中含有五角形或者七角形时，此类石墨烯将存在一定的石墨烯薄膜晶体管，其在0.1V偏极电压作用下，空穴迁移率可缺陷。不同形状的碳材料

3、，五角元胞和六角元胞的数量将存在22达到320cm/(V∙S)，而电子迁移率可达到260cm/(V∙S)，具有很大的差异，如图1所示：良好的性能。3.2传感器由于石墨烯具有一些特殊性质，如对表面的电荷或者离子的浓度响应十分敏感，因此可以用来制作pH传感器，显现出石墨烯在化学传感器制造方面具有广泛的前景。目前较为先进的固态传感器多使用有碳纳米管和半导体纳米线等材料，其具有灵敏度高、成本低、尺寸小等特点，并且还可以检测浓度不高的有毒气体，在工厂、军工领域和环境监察中应用比较广泛；同时，石墨烯可以做成生物传感器，可以实时地检测活细胞中NO的含量，在神经学、药物治疗筛选以及活细胞的化验中

4、得到了图1石墨烯的基本结构广泛的应用。在不同的领域的中，不断研发出的石墨烯材料的经过不断地研究发现，石墨烯在电子材料使用中将很有可传感器得到了广泛的应用，这些传感器的性能也在不断地能成为硅的替代品，其中最重的原因为在复杂电路制造中，使改善。用石墨烯的工艺十分简便，而想要使用传统纳米管在制造电子3.3超级电容器产品则十分困难，需要复杂的筛选与定位环节。因此，利用石石墨烯的比表面积非常大，片之间的微孔结构对电解液渗墨烯性能制造晶体管、传感器以及超级电容器等高科技产品，透和电子传输都十分有利，因此是制作超级电容器最为理想的这是很多学者如此热衷于石墨烯研究最重要的原因。电极材料。对超级电

5、容器的评价需要考察一些参数，包括比电2石墨烯的制备与合成工艺容、循环寿命以及稳定性等。有学者曾采用石墨烯纳米片和层目前，在化工淋雨内最为常见的方法有剥离法、还原氧化状双氢氧化物来作为电容器的材料，经研究对比发现其比电容石墨法以及化学气相沉淀法。（1）剥离法是从堆积的石墨中依达到779.8F/g，因此稳定性良好，且使用较长，这些研究开创了托于机械、电化学、热膨胀和溶剂等方式对石墨烯进行剥离，最石墨烯在超级电容器领域应用内的先河。为常用的方法为机械剥离法，其可在外力的作用下从晶体表面参考文献:剥离出石墨烯层，缩减了大量的成本，减少了工艺环节。（2）还[1]任小孟，王源升，何特．Hum

6、mers法合成石墨烯的关键原氧化石墨法是通过石墨和强化剂的反应后还原得到石墨烯工艺及反应机理［J］.材料工程，2013,(1):1-5.的方法，其还原剂决定了产物的质量，并具有成本低、产率高等[2]徐秀娟，秦金贵，李振.石墨烯研究进展[J].化学进展，优点。并且经研究发现，用无毒的维生素C作为还原剂替代有2009,21(12):2559-2567.毒的肼，能够在很大程度上减小工艺对环境的危害。（3）化学气作者简介：曹圣平（1975-），男，江苏省扬州市汉本科副高工相沉淀法主要经过高温分解含碳的化合物，进而从基片上生产研究方向：磷酸铁、石墨烯石墨烯的方法，其中电设备材料主要以二氧化

7、硅为主，同时需要环境具有较高的反应温度。662016年7月