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haodayikeshu

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[交流] 关于石墨烯研发的几点心得已有1人参与

石墨烯研发的几点心得
李英竹
关键词：石墨石墨烯氢氧化钠盐酸二氧化碳提纯
石墨烯的研发已成为世界课题。它的理化性能之优越，已经将成为大家竞相研发焦点。本文阐述了用重结晶法制备石墨烯薄膜的方法。
主体思路
我研发主体思路：用重结晶法制备石墨烯薄膜。何为重结晶？就是将石墨溶解在溶剂中，再将石墨从溶剂中按我们的要求结晶出来。
二.石墨烯的理化特性
要想研发石墨烯必先了解它的理化性能。石墨烯是一种由单碳原子构成的单层片状材料，是一种碳原子以SP2杂化轨道组成六角形的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料，其薄膜厚度为147纳米，电阻10的负8次方欧姆。自然界中单质碳只有三种形式，SP3杂化的钻石、SP2杂化的石墨、不规则碳。
三.实验设计
寻找能溶解石墨的物质
众所周知没有文献记载石墨能溶解在其他物质中，他是惰性物质，除非强氧化物质使其分解，形成不可逆碳氧化物。我经过一段时间实验努力，终于找到了能溶解石墨的物质，即熔融氢氧化钠可溶解石墨，并且溶解度可达10%，达到可溶解级别。
2.石墨的提纯
众所周知石墨烯是单原子结晶，如有杂质很难形成均匀结晶薄膜，所以石墨的提纯是至关重要。溶解了石墨熔融液体过滤除去机械杂质，惰性气体加压高塔喷淋冷却制粉（也可用制片在粉碎）。冷却的粉末取样分析其含量及金属杂质。将粉末（25%固含量）溶解在高纯水中。根据分析结果有的放矢除去金属杂质，过滤制备澄清的真溶液，取样分析钠含量。在搅拌下缓慢加入高纯盐酸（根据分析结果计算加料量）形成沉淀。过滤沉淀物，高纯水水洗沉淀物，分析合格后，真空低温干燥沉淀物。此沉淀物为石墨烯粉。
3.氢氧化钠的提纯
参考高纯氢氧化钠提纯方法。
4.石墨烯薄膜的制备
将高纯氢氧化钠熔融在不锈钢釜内，开动搅拌，加入石墨烯粉（10%），搅拌使其完全溶解。慢速通入二氧化碳，当熔融液体有些粘柮时，倒入结晶槽，开动铝合金履带，滚轴与滚轴之间距离为铝合金厚度加300纳米。载有石墨烯薄膜的履带经水洗、酸洗、水洗、干燥打卷、切割、包装。
小结：工艺简单，易操作，成本低。适合工业化规模生产。

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