石墨烯材制备技术及应用课件完美版.pptxVIP

;石墨烯的简介;;2004年，曼彻斯特大学Geim教授、Novoselov博士和同事以微机械剥离法剥离层状石墨，发现了二维碳原子平面结构--石墨烯。;石墨烯的发现推翻了所谓“热力学涨落不允许二维晶体在有限温度下自由存在”的原有认知，震撼了整个物理界。因此其发现者A.K.Geim和K.S.Novoselov获得了2008年诺贝尔物理学奖的提名。;石墨烯（Graphene）;石墨烯的结构;石墨烯的结构;石墨烯的种类;石墨烯家族的其它成员;石墨烯的特性-电学性能;石墨烯的特性-光学性能;石墨烯的特性-力学性能;石墨烯的特性-磁学性能;（1）石墨烯导热率高达5300W.

石墨烯具有很高的强度，比世界上最好的钢铁还要高100倍。

EurophysicsLetters,2014,108(1):17007

Novoselov获得诺贝尔物理学奖。

极高的电子迁移率，约为2x105cm2/(V.

氧化还原法是目前制备石墨烯最常用的方法。

Novoselov获得诺贝尔物理学奖。

石墨烯的特性-光学性能

制备氧化石墨的基本原理是先用强质子酸处理石墨，形成石墨层间化合物，然后加入强氧化剂对其进行氧化。

化学气相沉积（CVD）法被认为最有希望制备出高质量、大面积的石墨烯，是产业化生产石墨烯薄膜最具潜力的方法。

石墨烯（Graphene）

目前实验室用石墨烯主要通过化学方法来制备，在此基础上人们不断加以改进，是最具有潜力和发展前途的合成石墨烯及其材料的方法。

机械剥离法或微机械剥离法是最简单的一种方法，即直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剥离下来。

虽然石墨是矿物质中最软的，但被剥离成离子碳原子厚度的石墨烯后，它的硬度比金刚石还高。

EurophysicsLetters,2014,108(1):17007

（2）利用显微镜对碳薄膜材料的研究；

石墨烯的特性-光学性能;石墨烯的制备方法;机械剥离法或微机械剥离法是最简单的一种方法，即直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剥离下来。这种方法获得的产物尺寸不易控制，无法可靠地制备出长度足够的石墨烯，不能满足工业化需求。

;液相、气相直接剥离法指的是直接把石墨或膨胀石墨加在某种有机溶剂或水中，借助超声波、加热或气流的作用制备一定浓度的单层或多层石墨烯溶液。过程不涉及化学变化，制备的石墨烯成本低、操作简单、产品质量高等优点，但单层石墨烯产率不高、片层团聚严重、需进一步脱去稳定剂。

;Nature?Materials,?2008,?5,?406?411;石墨烯的制备方法;石墨烯的制备方法;石墨烯的制备方法;石墨烯的制备方法;石墨烯的制备方法;石墨烯的制备方法;氧化-还原法;低温反应;石墨;石墨;化学还原制备石墨烯;石墨烯分散液及其AFM图：;热还原法是将氧化石墨放入氮气或者其他保护气的管式炉中，加热至500-800℃，使氧化石墨还原成还原石墨烯

制备流程包括：

热还原法制备石墨烯片层完整，结构稳定性好，但过程中应严格控制氮气等保护气的通入速度和时间。;石墨烯的SEM和TEM图：;水热还原法制备三维石墨烯;三维石墨烯的SEM图：;三维石墨烯的TEM图，其层数可达3-7层;石墨烯的应用;锂离子电池

电池电压高，充电速度更快，比容量大，循环寿命长。;从光学角度来说，石墨烯是一种“透明”的导体，可以用来替代现在的液晶显示材料，用于生产下一代电脑、电视、手机的显示屏。;由于石墨烯的可修改化学功能、大接触面积、原子尺寸厚度、分子极结构等等特色，应用于细菌侦测与诊断器件，石墨烯是个很优良的选择。;中国科研人员发现细菌的细胞在石墨烯上无法生长，而人类细胞却不会受损。利用石墨烯的这一特性可以制作绷带，食品包装，也可生产抗菌服装、床上用品等。;石墨烯是目前已知导电性能最好的材料，这种特性尤其适合于高频电路，石墨烯将是硅的替代品，可用来生产未来的超级计算机，使电脑运行速度更快、能耗降低。

;电池电压高，充电速度更快，比容量大，循环寿命长。

氧化石墨烯(GrapheneOxide)

石墨烯的研究主要分为三个方面：

极高的电子迁移率，约为2x105cm2/(V.

氧化石墨烯(GrapheneOxide)

液相、气相直接剥离法指的是直接把石墨或膨胀石墨加在某种有机溶剂或水中，借助超声波、加热或气流的作用制备一定浓度的单层或多层石墨烯溶液。

石墨烯的特性-光学性能

这种方法获得的产物尺寸不易控制，无法可靠地制备出长度足够的石墨烯，不能满足工业化需求。

单层石墨烯是零带隙的非磁性金属材