返回首页

cvd石墨烯在空气中会氧化吗?

276 2024-09-24 12:54 鸿八机械网

一、cvd石墨烯在空气中会氧化吗?

石墨烯在空气中不易被氧化。

石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体,常温时具有稳定性。石墨烯具有完美的二维晶体结构,它的晶格是由六个碳原子围成的六边形,厚度为一个原子层。

碳原子之间由σ键连接,结合方式为sp2杂化,这些σ键赋予了石墨烯极其优异的力学性质和结构刚性。石墨烯的硬度比最好的钢铁强100倍,甚至还要超过钻石。

在石墨烯中,每个碳原子都有一个未成键的p电子,这些p电子可以在晶体中自由移动,且运动速度高达光速的1/300,赋予了石墨烯良好的导电性。

二、石墨烯镀膜技术是PVD还是CVD?

是CVD技术, CVD技术里面有不同分类: PECVD 等离子增强化学汽相淀积 MWCVD 微波等离子增强化学汽相淀积 CVD 普通的只是加热的化学汽相淀积

三、石墨烯服饰是石墨烯沉积在纤维上,还是制成石墨烯纤维后纺织而成?

真正的石墨烯当前数百到数千元每克,一件衣服加多少石墨烯以及制造的工艺成本等,甚至会不会穿的过程中石墨烯脱落,对身体有不利影响(内衣),想想基于此的衣服价格和市售现实价格之对此。也许就不好奇啦。

四、石墨烯量产技术设备?

现有石墨烯粉体的生产方法包括机械剥离法、氧化还原法、电弧法。其中电弧法是一种绿色无污染,产出的石墨烯具有质量高、电子迁移率高、纯度高等优点。

电弧法制备纳米石墨烯的方法。是以阴极石墨棒做为电弧炉的两极,在高电流和一定比例的混合气氛下不断的放电,放电过程中不断的消耗阳极阴极石墨棒,在反应腔壁区域可得到纳米石墨烯。

五、石墨烯分析

石墨烯分析:探索未来科技的应用前景

石墨烯作为一种前沿的二维材料,在材料科学领域引起了广泛的关注。它由单层碳原子构成,具有出色的导电性、热导性和机械性能。石墨烯的独特特性使其在电子学、能源存储、传感器技术和生物医学等领域展示出巨大的应用潜力。

石墨烯分析是研究和评估石墨烯性能的关键步骤。通过石墨烯分析,我们可以深入了解石墨烯的结构、性质和应用潜力。本文将介绍一些常用的石墨烯分析技术,以及它们在科学研究和工业应用中的重要作用。

石墨烯分析技术

1. 扫描电子显微镜(SEM):SEM利用高能电子束与样品相互作用产生的二次电子、反射电子、散射电子等信号,来获取样品表面形貌和结构信息。对于石墨烯的分析,SEM可以提供石墨烯的层厚、孔隙结构、缺陷等信息,帮助评估石墨烯的质量和性能。

2. 透射电子显微镜(TEM):TEM利用高能电子束穿透样品,通过检测透射电子的衰减情况来获取样品内部结构的高分辨图像。对于石墨烯的分析,TEM可以提供石墨烯的结晶度、晶界、缺陷等信息,帮助了解石墨烯的结构和性质。

3. X射线衍射(XRD):XRD利用入射X射线与物质的晶体结构相互作用,通过检测衍射角度和强度来确定物质的晶体结构。对于石墨烯的分析,XRD可以确定石墨烯的晶体结构、晶格常数等信息,帮助分析石墨烯的晶体性质。

4. 拉曼光谱:拉曼光谱利用激光与样品的相互作用,通过测量样品散射光的频率和强度来获得样品的分子振动信息。对于石墨烯的分析,拉曼光谱可以提供石墨烯的结构、变形等信息,帮助评估石墨烯的质量和缺陷。

石墨烯分析的重要性

石墨烯作为一种新兴的材料,其分析在科学研究和工业应用中具有重要意义。

科学研究:

  • 帮助揭示石墨烯的结构和性质:通过分析石墨烯的结构和性质,可以深入了解石墨烯的奇特行为和潜在应用,在基础科学领域拓展我们对材料的认识。
  • 指导石墨烯的合成和制备:通过分析石墨烯的生长机制和影响因素,可以改进石墨烯的合成方法和工艺,提高石墨烯的生产效率和质量。
  • 研究石墨烯的电子、热学、力学等性质:通过石墨烯分析,可以深入研究石墨烯在电子学、能源存储、机械强度等方面的性质,为石墨烯的应用提供科学依据。

工业应用:

  • 优化石墨烯的性能和应用:通过分析石墨烯的质量、结构和缺陷等因素,可以优化石墨烯的制备工艺,改进石墨烯的性能,推动石墨烯在电子产品、能源储存、生物传感等领域的应用。
  • 质量控制和品质评估:石墨烯分析可以帮助实现石墨烯的质量控制和品质评估,确保石墨烯产品的一致性和优良性。
  • 推动石墨烯产业的发展:石墨烯分析的进展对于推动石墨烯产业的发展至关重要,帮助开拓新的应用领域,加速石墨烯从实验室到工业化的转化。

总之,石墨烯分析在探索石墨烯的结构、性质和应用前景中发挥着重要作用。通过石墨烯分析技术,我们可以更好地理解石墨烯的奇特行为和潜在应用,推动石墨烯在科学研究和工业应用中的发展。

六、石墨烯 媒体

石墨烯是一个近年来备受瞩目的新材料,被认为拥有革命性的科学潜力。其出色的导电性、导热性和机械强度让人们对其应用前景充满期待。媒体一直在关注着石墨烯的发展,并报道了许多关于这项材料的新发现和突破。

石墨烯的特性

石墨烯是由碳原子以六边形排列形成的二维晶格结构组成的材料。其独特的结构赋予了石墨烯许多优异的性能,如超高的电子迁移率和热导率。此外,石墨烯还具有极高的机械强度和柔韧性,使其成为各种领域的研究热点。

石墨烯的应用领域

由于其优越的性能,石墨烯被广泛应用于电子、光电子、能源存储、传感器等领域。在电子领域,石墨烯可以用于制造超薄的电子器件,从而实现更高的性能和更小的尺寸。在能源存储领域,石墨烯可以作为锂离子电池的电极材料,提高电池的充放电速率和循环寿命。

媒体对石墨烯在各个领域的应用进行了详细报道,引发了广泛的讨论和关注。他们对石墨烯的未来发展进行了分析,并指出了其潜在的市场和商业机会。

石墨烯的市场前景

随着石墨烯技术的不断成熟,石墨烯的市场前景备受期待。预计未来几年,石墨烯将在电子、能源、医疗等领域发挥重要作用,并为社会带来新的科技革命。媒体对石墨烯的市场前景进行了深入探讨,提出了许多有价值的见解。

媒体对石墨烯的报道

众多媒体机构对石墨烯进行了广泛而深入的报道,报道内容涵盖了石墨烯的性能优势、应用领域、市场前景等方面。媒体通过专业的视角和深入的调研,向公众传递了关于石墨烯的最新信息和发展动态。

结语

总的来说,石墨烯作为一种具有潜力的新材料,其在各个领域的应用前景备受期待。媒体对石墨烯的报道不仅扩大了公众对该材料的认识,也推动了石墨烯技术的发展和商业化进程。相信随着科学研究的不断深入和市场需求的增加,石墨烯将会在未来发挥出更大的作用。

七、石墨烯芯片

石墨烯芯片:技术革命的下一站

随着科技的不断进步和发展,我们每天都能看到关于新科技的报道和创新的产品。而近年来,一个名为石墨烯芯片的技术悄然崭露头角,并迅速引起了全球科技界的关注。石墨烯芯片被誉为技术革命的下一站,具有无限的潜力和广阔的应用前景。

石墨烯是一种由碳原子构成的二维片状材料,厚度仅为一个原子的厚度。它的特殊结构赋予了石墨烯许多非凡的特性,比如极高的导电性、热导率、机械强度以及透明度等。这些特性使得石墨烯在电子领域有着巨大的应用潜力,而石墨烯芯片则是将石墨烯技术应用于芯片制造领域的产物。

石墨烯芯片的应用前景

石墨烯芯片作为一种全新的芯片制造材料,正在改变着传统芯片的设计和性能。相比于传统的硅芯片,石墨烯芯片具有更高的能效、更快的响应速度以及更小的尺寸。这些优势使得石墨烯芯片在电子产品、通信设备、医疗器械等领域有着广泛的应用前景。

在电子产品领域,石墨烯芯片可以用于制造更快、更稳定的处理器和存储器,提升电子设备的性能和效率。同时,石墨烯芯片还可以应用于显示屏技术,制造更薄、更轻、更柔性的显示屏,改善用户的观看体验。

在通信设备领域,石墨烯芯片可以用于制造更快速、更稳定的通信芯片,提高通信设备的传输速度和性能。此外,石墨烯还具有出色的天线性能,可以用于制造更高效的天线,增强通信信号的传输和接收能力。

在医疗器械领域,石墨烯芯片可以用于制造更精密、更高灵敏度的生物传感器,帮助医疗人员进行更准确的诊断和治疗。此外,石墨烯芯片还可以用于制造可穿戴设备,监测人体健康状况,提供个性化的医疗解决方案。

石墨烯芯片的挑战与前景

尽管石墨烯芯片具有巨大的应用潜力,但是目前还面临着一些挑战和限制。首先,石墨烯的制备成本较高,制造工艺相对复杂,需要进一步的研究和开发,才能大规模商用化。其次,石墨烯的稳定性和可靠性也是制约其应用的关键因素,需要解决材料的稳定性和失效问题。

然而,随着科技的不断进步和研究的深入,相信这些问题都能够得到解决。石墨烯芯片作为一种革命性的技术,将推动电子领域的发展和创新。未来,我们有理由相信石墨烯芯片将会在各个领域取得更多的突破和应用,创造更加美好的未来。

结语

石墨烯芯片作为一种颠覆性的技术,将彻底改变我们对电子芯片的认识和应用。它的出现带来了更高效、更快速、更稳定的电子设备,也为各个领域的发展带来了新的机遇和挑战。石墨烯芯片不仅是科技进步的见证,更是技术革命的下一站。

八、石墨烯地板

石墨烯地板的发展与应用

石墨烯地板作为一种新型的地板材料,近年来受到了广泛关注。作为一种由单层碳原子组成的材料,石墨烯地板具有许多独特的性能和特点,如高强度、高导热性、高电导率等。这篇文章将介绍石墨烯地板的发展历程、特点、应用场景和前景,为读者提供更多有关石墨烯地板的信息。 一、石墨烯地板的特点与优势 石墨烯地板作为一种新型的地板材料,具有许多独特的特点和优势。首先,它具有高强度和轻量化的特点,使得它在加工和安装过程中更加方便快捷。其次,石墨烯地板的导热性和电导率非常高,能够更好地保护您的家庭财产安全。此外,石墨烯地板还具有优异的柔韧性和耐久性,能够抵抗各种环境和时间的侵蚀。 二、石墨烯地板的应用场景 石墨烯地板可以应用于各种不同的场景,如家庭、商业场所和公共设施等。在家庭中,石墨烯地板可以用于地面、墙面和天花板等不同部位,为家庭提供更加舒适和健康的居住环境。在商业场所中,石墨烯地板可以用于办公楼、酒店、餐厅等场所的地面和墙面装饰,提高空间的美观度和舒适度。在公共设施中,石墨烯地板可以用于体育馆、博物馆、机场等场所的地面和墙面装饰,为公众提供更加安全和便捷的使用体验。 三、石墨烯地板的前景展望 随着石墨烯地板的不断发展,其应用前景和市场空间也越来越广阔。未来,石墨烯地板将会成为一种更加普及和广泛使用的建筑材料。随着技术的不断进步和创新,石墨烯地板的性能和特点也将得到进一步提升和优化,为更多的人们带来更加舒适和健康的居住环境。 然而,我们也需要注意到石墨烯地板也存在一些潜在的风险和挑战。例如,由于石墨烯的合成方法尚不完善,可能存在一定的污染问题;同时,石墨烯的价格相对较高,需要进一步降低成本才能更好地普及和应用。因此,在选择使用石墨烯地板时,我们需要综合考虑其优缺点,做出明智的决策。

九、cvd法烧石墨烯多少度关气体?

利用CVD制备石墨烯时,主要以甲烷为碳源作为碳源气体,在1100 ℃温度下裂解出碳原子和氢气。由于甲烷正四面体结构,故十分稳定,键能很高,故其制备温度非常高,这极大的限制了石墨烯材料的实际生产。为此,有必要以CVD在低温制备石墨烯方向进行深入研究,该方向的突破对石墨烯的实际工业化生产有着极其重要的意义。

技术实现要素:

为解决上述问题,本发明的目的是提供一种CVD法低温制备石墨烯的方法。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种CVD法低温制备石墨烯的方法,将甲烷和氯气在催化剂下选择性单卤化生成一氯甲烷,由此在低温下裂解生成石墨烯。在上述反应中,反应温度200-400 ℃。

本发明提供的以甲烷为碳源,通过适宜催化剂,生成极高选择性的一氯甲烷。相对于正四面体甲烷,一氯甲烷总键能更低,更易裂解。从热力学角度,一氯甲烷裂解生成石墨烯也更易发生。

优选地,上述方法具体包括以下步骤:

(1)将80%-90%正磷酸与纯异丙醇铝混合,在将二氧化硅水溶胶(20 wt%-30 wt%)加入溶液中,其中正磷酸:异丙醇铝:二氧化硅=5-10:2-5:1,产物在搅拌条件下结晶沉淀,经分离、干燥、煅烧,煅烧温度为250-350 ℃,制得催化剂。

(2)取催化剂在空气中以2-12 ℃/ min的速率从室温加热至200-400 ℃,以5-10:1的比例通入甲烷 -氯气混合物, 催化剂空速为1-20 h-1,反应器出口到样品收集器的连接在150-200 ℃下加热以避免产物冷凝。

(3)将铜箔先后在稀醋酸,丙酮和异丙醇中各超声洗涤10-15 min,将Si02/Si片用丙酮和异丙醇各超声洗涤20-25 min,然后将洗净的硅片放进高真空磁控离子溅射仪中溅射铜箔,将溅射好的铜箔置于带有磁石手柄的石英托盘上,打开混气系统并依次调节CVD中所需要的CH3Cl、H2气体流量,保持CH3Cl与H2流量比为2-10:1。

(4)在铜箔表面均匀旋涂一层聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),然后再将旋涂后的铜箔放在恒温加热搅拌器上加热至150-250 ℃,CH3Cl在铜箔表面裂解,裂解时间为1s~60 min,即可在金属箔片表面生长出石墨烯。

其中,上述步骤中均在常压下操作。

本发明提供的CVD法低温制备石墨烯的方法,具有以下优点:对传统CVD法制备石墨烯使用低温技术改进,减少成本。且通过甲烷到一氯甲烷高选择性转化,对甲烷活化生成石墨烯提供很好的实验思路及应用前景。该方法制得的石墨烯具有良好的成膜性,可大规模连续生产。

具体实施方式

为了对本发明的技术目的、特征和有益效果有更加清楚的理解,现对本发明的技术方案进行以下详细说明。

实施例1

将85%正磷酸与纯异丙醇铝混合,在将二氧化硅水溶胶(25 wt%)加入溶液中,其中正磷酸:异丙醇铝:二氧化硅=5:3:1,产物在搅拌条件下结晶,经分离、干燥、煅烧,煅烧温度为300 ℃,制得催化剂。取催化剂从室温加热至300 ℃,以5:1的比例通入甲烷 -氯气混合物, 催化剂空速为5 h-1,反应器出口到样品收集器的连接在150 ℃下加热以避免产物冷凝。

剪取1 cm2的铜箔,然后将铜箔先后在稀醋酸,丙酮和异丙醇中各超声洗涤10 min。用丙酮和异丙醇将Si02/Si片各超声洗涤20 min。然后将洗净的硅片放进高真空磁控离子溅射仪中溅射铜箔,将溅射好的铜箔置于带有磁石手柄的石英托盘上。打开混气系统并依次调节CVD中所需要的CH3Cl、H2气体流量,保持CH3Cl与H2流量比为2:1。在铜箔表面均匀旋涂一层聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),然后再将旋涂后的铜箔放在恒温加热搅拌器上加热至150 ℃,CH3Cl在铜箔表面裂解,裂解时间为10 min,即可在金属箔片表面生长出石墨烯。

通过上述方法,本实施例制得大面积,高品质石墨烯。本发明较目前的甲烷制备石墨烯制备方式,有温度低,成本低、可商业化生产等优点。

实施例2

将80%正磷酸与纯异丙醇铝混合,在将二氧化硅水溶胶(20 wt%)加入溶液中,其中正磷酸:异丙醇铝:二氧化硅=10:2:1,产物在搅拌条件下结晶,经分离、干燥、煅烧,煅烧温度为320 ℃,制得催化剂。取催化剂在空气中以8 ℃/ min的速率从室温加热至300 ℃,以4:1的比例通入甲烷 -氯气混合物, 催化剂空速为10 h-1,反应器出口到样品收集器的连接在150 ℃下加热以避免产物冷凝。

剪取1 cm2的铜箔,然后将铜箔先后在稀醋酸,丙酮和异丙醇中各超声洗涤10 min。用丙酮和异丙醇将Si02/Si片各超声洗涤20 min。然后将洗净的硅片放进高真空磁控离子溅射仪中溅射铜箔,将溅射好的铜箔置于带有磁石手柄的石英托盘上。打开混气系统并依次调节CVD中所需要的CH3Cl、H2气体流量,保持CH3Cl与H2流量比为4:1。在铜箔表面均匀旋涂一层聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),然后再将旋涂后的铜箔放在恒温加热搅拌器上加热至200 ℃,CH3Cl在铜箔表面裂解,裂解时间为15 min,即可在金属箔片表面生长出石墨烯。

通过上述方法,石墨烯的厚度较薄。

实例3

将90%正磷酸与纯异丙醇铝混合,在将二氧化硅水溶胶(30 wt%)加入溶液中,其中正磷酸:异丙醇铝:二氧化硅=9:7:1,产物在搅拌条件下结晶,经分离、干燥、煅烧,煅烧温度为350 ℃,制得催化剂。取催化剂从室温加热至400 ℃,以5:1的比例通入甲烷 -氯气混合物, 催化剂空速为15 h-1,反应器出口到样品收集器的连接在150 ℃下加热以避免产物冷凝。

剪取1 cm2的铜箔,然后将铜箔先后在稀醋酸,丙酮和异丙醇中各超声洗涤10 min。用丙酮和异丙醇将Si02/Si片各超声洗涤20 min。然后将洗净的硅片放进高真空磁控离子溅射仪中溅射铜箔,将溅射好的铜箔置于带有磁石手柄的石英托盘上。打开混气系统并依次调节CVD中所需要的CH3Cl、H2气体流量,保持CH3Cl与H2流量比为8:1。在铜箔表面均匀旋涂一层聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),然后再将旋涂后的铜箔放在恒温加热搅拌器上加热至250 ℃,CH3Cl在铜箔表面裂解,裂解时间为60 min,即可在金属箔片表面生长出石墨烯。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,任何未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

十、cvd石墨烯和金刚石膜的区别?

答:石墨烯CVD是一种用于化学、材料科学、能源科学技术、化学工程领域的分析仪器,于2018年5月7日启用。

金刚石薄膜,20世纪80年代中后期迅速发展的一种优良的人工制备材料。通常以甲烷、乙炔等碳氢化合物为原料,用热灯丝裂解、微波等离子体气相淀积、电子束离子束轰击镀膜等技术,在硅、碳化硅、碳化钨、氧化铝、石英、玻璃、钼、钨、钽等各种基板上反应生长而成。

不仅具有金刚石的硬度,还有良好的导热性、良好的从紫外到红外的光学透明性和高度的化学稳定性。在半导体、光学、航天航空工业、大规模集成电路等领域有广泛的应用前景,已在硬质切削刀具、X射线窗口材料、贵重软质物质保护涂层等方面应用。