04化学科展培训课程成果册.PDF

復旦高級中學 104優質化 B2計畫 成果冊 活動名稱：化學科展培訓課程 活動日期：自 104 年 9 月 2日星期 三 至 104 年 12 月 16日星期 三 參加成員：教師 14 人次 ；學生 70 人次。 活動剪影： 廠商解釋分光光度計使用方法及注意事項 同學進行實驗前討論及計畫 資料查找及文獻搜尋 根據文獻資料進行氨氣定量實驗 同學進行藥品配置操作 使用分光光度計進行標準液測量 活動記述 1. 課程前期先帶同學擬定預計的科展方向，進行小論文的撰寫，並投稿 104.11.15梯次的小論 文比賽，附件為兩組同學之小論文文稿。 2. 撰寫小論文的過程中，同學也一邊充實科展實驗前的背景知識，一邊也可當作科展報告的草 稿，節省時間，用在研究實驗上 。 投稿類別:化學類 篇名: 「石」在難著「墨」：石墨烯製備方法探討 作者： 黃宏盛。復旦高級中學。高二 259 班 游人樺。復旦高級中學。高二 259 班 朱峻廷。復旦高級中學。高二 259 班 指導老師: 徐欣慈老師 羅淑華老師 壹●前言 一、研究動機： 最近在課堂上無意間聽見老師提及石墨烯的性質及其應用，為了滿足自己的好奇心 ，便在 課外空閒時間查了些文獻資料，過程中更對石墨烯的特殊性質感到著迷。而在其中，發覺到石墨烯 目前製備的困難：除了以物理方法，即用膠帶撕下石墨片狀結構外，化學方法的研究更是百家爭鳴， 因此，我們想藉由此次機會，更進一步了解石墨烯的製備方式。 二、研究目的： 透過這次化學小論文的研究 ，我們將深入去介紹各種製備方式 ，比較其中的差異。藉此更進 一步了解石墨烯，盼望本次的探索裡頭,能填滿我們的好奇心 ，並讓我們未來的里程碑石墨烯，可以 變得眾所皆知 。 三、研究方法： 透過參考各種文獻及論文，簡單介紹石墨烯及其應用，再條列出各種製備方法，並適時補充 其優缺點，最後，再比較其差異性。 四、正文大綱： (一) 石墨烯的簡介 (二) 石墨烯的應用 (三) 石墨烯的製備方法 貳●正文 一、石墨烯的簡介 石墨烯是一種由組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。石墨 烯剛開始一直被認為是假設性的結構，無法單獨穩定存在，直至英國物理學家，成功地在實驗中 從石墨中分離出石墨烯，而證實它可以單獨存在 。 而石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅硬的奈米材料，且為目前世上電阻率最小的材料 ，更是 一種透明、良好的導體 ，因此被廣泛運用在各領域。 二、石墨烯的應用 石墨烯可做為比目前所用更薄、導電速度更快的新一代電子元件或電晶體，也適合用來製造 透明觸控螢幕、光板、甚至是太陽能電池。除此之外，更可作為偵測單分子氣體之吸附面板，超 級電容器，抗菌物質，甚至於海水淡化之類的功能都可應用。 三、各種石墨烯製備方法： 以下條列數種常見石墨烯製備方式，包括：化學方法的氧化石墨還原法 、電弧法 、有機合成 法 、化學氣相沉澱法 ，及物理方法的機械剝離法 。另外補充了一些新興製備方法供參考。文中以 ［］標示為專有名詞，統一於正文末名詞註釋說明。 （一） 化學方法 1. 氧化石墨還原法 利用此方法的製備過程來製備單層石墨烯需經過氧化、剝離和還原三個步驟。而三 步驟各有多種方法，以下分別介紹，並整理於表一。 (1) 氧化方式 ： 石墨先經化學氧化得到邊緣含有羧基、羥基之層間。此層間含有環氧及羰基等 含氧基團的石墨