石墨烯工艺流程
石墨烯生产工艺流程
石墨烯生产工艺流程
《石墨烯生产工艺流程》
石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶格结构材料,其出色的导电性、热导性和机械性能使其成为研究人员和工程师们的研究重点。
但要生产高质量的石墨烯并非易事,需要精密的工艺流程以确保其品质和性能。
石墨烯的生产工艺流程通常包括以下几个步骤:
1. 石墨氧化:首先,天然石墨粉末会被氧化成石墨烯的前体物质——氧化石墨(GO)。
这一步通常采用氧化剂如硫酸和硝
酸对石墨进行氧化反应,使得石墨表面附着上氧原子和羟基,形成氧化石墨。
2. 氧化石墨的还原:接着,氧化石墨会被还原为石墨烯。
这一步通常使用还原剂如高温还原、化学还原或电化学还原等方法,将氧原子和羟基去除,恢复碳原子的结构,得到石墨烯。
3. 石墨烯的分散和修饰:最后,生产得到的石墨烯需要进行分散和修饰,以确保其在材料和设备中的应用性能。
这通常包括超声分散、添加表面活性剂、聚合物包覆等步骤,以使得石墨烯能够均匀分散在介质中,并且具有一定的稳定性。
以上就是一般的石墨烯生产工艺流程。
当然,随着科技的发展和工艺的改进,也可能会有一些新的方法被引入到石墨烯生产中。
总的来说,石墨烯的生产需要高度的技术和设备支持,并
且对于材料本身的品质和性能有严格的要求。
希望随着科技的不断进步,石墨烯的生产工艺也会更加完善和成熟。
石墨烯生产工艺流程介绍
石墨烯制造工艺石墨烯是一种由单层碳原子构成的类似正六角形的“蜂窝状”薄片。
“万片石墨烯加在一起,才相当于人类的一根头发丝粗细。
”铁系氧化剂新方法有望突破大规模工业生产难题生产实验数据显示,用新方法在个小时之内,能做出这样的单层氧化石墨烯,未来有望在工业领域大规模应用。
近日,在浙江大学高分子系一个装满了瓶瓶罐罐的实验室中,该系教授高超一边给记者展示一种类似咖啡粉的褐色粉末,一边向记者介绍说。
《自然-通讯》杂志日前发表了一篇由高超课题组完成的石墨烯制备研究成果。
该成果避开现有石墨烯制备方法的诸多缺陷,突破了传统氧化石墨烯制备方法,找到了一条低成本制备单层石墨烯的绿色路线。
石墨烯是一种由单层碳原子构成的类似正六角形的蜂窝状薄片。
万片石墨烯加在一起,才相当于人类的一根头发丝粗细。
高超向记者介绍说,此前碳的这种二维结构形式一直存在于科学家的猜想中,却一直难以实现,其中的关键性难题是如何把石墨分层到极薄的薄片。
CVD法制备的工艺流程CVD法制备石墨烯的基本过程是:把基底金属箔片放入炉中,通入氢气和氩气或者氮气保护加热至1000℃左右,稳定温度,保持20min左右;然后停止通入保护气体,改通入碳源(如甲烷)气体,大约30min,反应完成;切断电源,关闭甲烷气体,再通入保护气体排净甲烷气体,在保护气体的环境下直至管子冷却到室温,取出金属箔片,得到金属箔片上的石墨烯。
下图为石墨烯的制备过程。
CVD法制备石墨烯的影响因素CVD法制备石墨烯的过程主要包含三个重要的影响因素:衬底、前驱体和生长条件。
?(1)衬底是生长石墨烯的重要条件。
目前发现的可以用作石墨烯制备的衬底金属有8 ~10个过渡金属(如Fe,Ru,Co,Rh,Ir,Ni,Pd,Pt,Cu,Au),和合金(如Co-Ni,Au-Ni,Ni-Mo,不锈钢)。
选择的主要依据有金属的熔点、溶碳量,以及是否有稳定的金属碳化物等。
这些因素决定了石墨烯的生长温度、生长机制和使用的载气类型。
石墨烯工艺流程
石墨烯工艺流程石墨烯是一种具有独特结构和性质的二维材料,具有极高的导电性、热导率和机械强度,因此在电子、光电子、能源存储等领域具有广泛的应用前景。
石墨烯的制备工艺流程对于其性能和应用具有重要影响,下面将介绍一种常用的石墨烯制备工艺流程。
1. 原料准备。
石墨烯的制备原料主要包括天然石墨粉和氧化剂,其中氧化剂常用的有硫酸、硝酸等。
在制备过程中,需要严格控制原料的纯度和质量,以确保制备出的石墨烯具有良好的性能。
2. 氧化石墨粉制备。
首先将天然石墨粉与氧化剂混合,并在一定温度下进行氧化反应,生成氧化石墨粉。
这一步骤是制备石墨烯的关键,氧化石墨粉的质量和结构对最终石墨烯的性能有重要影响。
3. 氧化石墨粉还原。
经过氧化反应后的石墨粉需要进行还原处理,将氧化物还原成石墨烯。
常用的还原方法包括化学气相沉积法、化学溶液法等,其中化学气相沉积法可以制备大面积、高质量的石墨烯薄膜。
4. 石墨烯薄膜制备。
经过还原处理的石墨烯可以通过机械剥离、化学剥离等方法制备成薄膜状的石墨烯材料。
石墨烯薄膜的制备过程需要严格控制温度、压力等参数,以确保薄膜的质量和结构。
5. 石墨烯材料表征。
制备好的石墨烯材料需要进行结构表征和性能测试,包括扫描电子显微镜观察、拉曼光谱分析、电学性能测试等。
通过表征和测试可以评估石墨烯材料的质量和性能,为后续的应用研究提供重要参考。
总结。
石墨烯的制备工艺流程包括原料准备、氧化石墨粉制备、氧化石墨粉还原、石墨烯薄膜制备和石墨烯材料表征等步骤。
在每一步骤中都需要严格控制参数和条件,以确保制备出的石墨烯具有良好的性能和结构。
石墨烯的制备工艺流程对于其应用具有重要影响,随着技术的不断进步和创新,石墨烯的制备工艺也在不断完善和优化,为其在电子、光电子、能源存储等领域的应用提供了更广阔的发展空间。
石墨烯生产工艺流程
石墨烯生产工艺流程石墨烯是由单层碳原子组成的二维晶体材料,具有极高的导电性、热导性和强度,被认为是未来科技领域的重要材料之一。
下面将介绍石墨烯的生产工艺流程。
石墨烯的生产可以通过机械剥离法、化学气相沉积法和化学氧化还原法等多种方法实现,其中机械剥离法是最早被发现和广泛应用的方法之一。
机械剥离法利用石墨材料的层状结构,通过在石墨表面撕开石墨层之间的键合力,剥离出单层石墨烯。
首先,选取合适的石墨材料,通常是石墨矿石或石墨粉末。
然后,将石墨材料放置在一个具有粘性的基底上,如胶水、胶带或聚甲基丙烯酸酯等。
再加上适当的力度进行剥离,就可以得到单层的石墨烯薄膜。
最后,将石墨烯薄膜转移到目标基底上,如硅片、玻璃片等。
这种方法简单易行,但产量较低,适用于研究和实验室规模的生产。
化学气相沉积法是一种常用的大规模石墨烯制备方法。
它是通过在具有高温的反应室中,将碳源沉积到基底上,形成石墨烯。
首先,选择适当的碳源物质,如甲烷。
然后,将碳源以一定的流量供给到高温反应室中,一般在1000℃以上。
在高温下,碳源分解生成碳原子,然后通过热解的碳原子重新组合成石墨烯的结构。
最后,将得到的石墨烯薄膜转移到目标基底上。
化学氧化还原法是通过利用化学反应将石墨材料氧化,再将氧化的石墨还原得到石墨烯。
首先,将石墨材料与氧化剂搅拌,使其与石墨发生反应生成氧化石墨,例如硫酸和氧化剂混合。
然后,将氧化石墨与还原剂反应,如加热处理或化学还原剂处理,将氧化石墨还原成石墨烯。
最后,将得到的石墨烯转移到目标基底上。
除了以上介绍的方法,还有一些其他的石墨烯生产方法,如气体剥离法、电化学剥离法等。
这些方法各有特点和适用范围,可以根据实际需要选择使用。
总而言之,石墨烯的生产工艺流程包括选择合适的原材料,进行剥离、化学反应和基底转移等步骤。
随着石墨烯的广泛应用,相关的生产工艺也在不断发展和完善,以满足不同规模和需求的生产要求。
石墨生产工艺(3篇)
第1篇一、引言石墨是一种非金属矿物,具有优异的物理、化学和机械性能,广泛应用于钢铁、机械、化工、电子、航空航天等领域。
随着科技的不断发展,石墨的需求量逐年增加,石墨生产工艺的研究和改进显得尤为重要。
本文将从石墨的选矿、破碎、磨粉、提纯、成型等环节,详细介绍石墨生产工艺。
二、石墨选矿1. 选矿方法石墨选矿主要包括浮选法、重选法、磁选法等。
其中,浮选法是应用最广泛的方法,具有高效、环保、经济等优点。
2. 选矿流程(1)破碎:将石墨原矿破碎至一定粒度,便于后续处理。
(2)粗选:采用浮选法,将石墨矿物从原矿中分离出来。
(3)精选:对粗选得到的石墨精矿进行浮选,提高石墨品位。
(4)脱泥:去除石墨精矿中的杂质,提高石墨质量。
三、石墨破碎1. 破碎设备石墨破碎设备主要有颚式破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机等。
根据石墨原矿的粒度和产量要求,选择合适的破碎设备。
2. 破碎流程(1)粗破碎:将石墨原矿破碎至一定粒度,便于后续处理。
(2)中破碎:将粗破碎后的石墨物料进一步破碎,达到所需的粒度。
(3)细破碎:对中破碎后的石墨物料进行细破碎,以满足不同用途的石墨产品需求。
四、石墨磨粉1. 磨粉设备石墨磨粉设备主要有球磨机、 Raymond 磨、雷蒙磨等。
根据石墨物料的粒度和产量要求,选择合适的磨粉设备。
2. 磨粉流程(1)粗磨:将破碎后的石墨物料进行粗磨,达到一定的粒度。
(2)细磨:对粗磨后的石墨物料进行细磨,以满足不同用途的石墨产品需求。
(3)分级:对磨粉后的石墨物料进行分级,去除不合格的物料。
五、石墨提纯1. 提纯方法石墨提纯方法主要有酸洗法、碱洗法、氯化法等。
其中,酸洗法和碱洗法应用较为广泛。
2. 提纯流程(1)酸洗:将石墨物料放入酸洗槽中,进行酸洗处理,去除杂质。
(2)碱洗:将酸洗后的石墨物料放入碱洗槽中,进行碱洗处理,进一步去除杂质。
(3)过滤:将碱洗后的石墨物料进行过滤,得到纯净的石墨。
六、石墨成型1. 成型方法石墨成型方法主要有挤压法、压制法、烧结法等。
石墨烯生产工艺流程介绍
石墨烯生产工艺流程介绍石墨烯制造工艺石墨烯是一种由单层碳原子构成的类似正六角形的蜂窝状薄片。
万片石墨烯加在一起,才相当于人类的一根头发丝粗细。
铁系氧化剂新方法有望突破大规模工业生产难题生产实验数据显示,用新方法在个小时之内,能做出这样的单层氧化石墨烯,未来有望在工业领域大规模应用。
近日,在浙江大学高分子系一个装满了瓶瓶罐罐的实验室中,该系教授高超一边给记者展示一种类似咖啡粉的褐色粉末,一边向记者介绍说。
《自然-通讯》杂志日前发表了一篇由高超课题组完成的石墨烯制备研究成果。
该成果避开现有石墨烯制备方法的诸多缺陷,突破了传统氧化石墨烯制备方法,找到了一条低成本制备单层石墨烯的绿色路线。
石墨烯是一种由单层碳原子构成的类似正六角形的蜂窝状薄片。
万片石墨烯加在一起,才相当于人类的一根头发丝粗细。
高超向记者介绍说,此前碳的这种二维结构形式一直存在于科学家的猜想中,却一直难以实现,其中的关键性难题是如何把石墨分层到极薄的薄片。
CVD法制备的工艺流程CVD法制备石墨烯的基本过程是:把基底金属箔片放入炉中,通入氢气和氩气或者氮气保护加热至1000℃左右,稳定温度,保持20min左右;然后停止通入保护气体,改通入碳源(如甲烷)气体,大约30min,反应完成;切断电源,关闭甲烷气体,再通入保护气体排净甲烷气体,在保护气体的环境下直至管子冷却到室温,取出金属箔片,得到金属箔片上的石墨烯。
下图为石墨烯的制备过程。
CVD法制备石墨烯的影响因素CVD法制备石墨烯的过程主要包含三个重要的影响因素:衬底、前驱体和生长条件。
?(1)衬底是生长石墨烯的重要条件。
目前发现的可以用作石墨烯制备的衬底金属有8~10个过渡金属(如Fe,Ru,Co,Rh,Ir,Ni,Pd,Pt,Cu,Au),和合金(如Co-Ni,Au-Ni,Ni-Mo,不锈钢)。
选择的主要依据有金属的熔点、溶碳量,以及是否有稳定的金属碳化物等。
这些因素决定了石墨烯的生长温度、生长机制和使用的载气类型。
石墨烯包装材料加工工艺流程
石墨烯包装材料加工工艺流程
一、原料准备
1.选择高质量的石墨烯原料
2.对石墨烯原料进行初步处理和筛选
二、石墨烯片材制备
1.将石墨烯原料放入加工设备
2.进行石墨烯薄片的制备和加工
三、表面处理
1.对石墨烯片材进行表面处理
2.包括清洗、去除杂质和增加附着性等步骤
四、复合材料制备
1.将石墨烯片材与其他材料进行复合
2.确保复合材料具有所需的特性和性能
五、材料成型
1.将复合材料进行成型加工
2.可采用压延、压制、注塑等方式进行成型
六、加工表面处理
1.对成型后的材料进行表面处理
2.包括打磨、抛光、涂层等加工
七、切割和修整
1.对加工后的材料进行切割和修整
2.确保材料尺寸和外观符合要求
八、品质检验
1.对加工后的材料进行质量检验
2.确保材料符合相关标准和客户要求
九、包装与存储
1.将加工好的石墨烯包装材料进行包装
2.标记产品信息及生产日期
3.存放于指定的仓库或库房。
石墨烯
长沙理工大学材料科学导论石墨烯论文组长姓名:颜虎斌成员姓名:董文渊唐文楚吴世宇梁紫璋王朔指导老师:陈**石墨烯摘要石墨烯被称为“黑金”,是“新材料之王”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。
极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。
石墨烯是非常重要的材料。
本论文首先对石墨烯的组成及基本性质进行阐述,然后分析石墨烯的制备方法,得出石墨烯的使用性质及应用。
关键词:石墨烯目录一、石墨烯简介 (1)1.1石墨烯的来源 (2)1.2石墨烯的成分 (2)1.3石墨烯的结构 (2)二、石墨烯的基本性质 (3)2.1石墨烯的化学性质 (3)2.2石墨烯的物理性质 (3)三、石墨烯的制备方法及工艺流程 (3)3.1物理方法 (3)3.2化学方法 (5)四、石墨烯的应用及前景 (6)4.1应用 (6)4.2发展前景 (7)一、石墨烯简介1.1石墨烯的来源石墨烯(Graphene)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。
2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,成功从石墨中分离出石墨烯,证实它可以单独存在,两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
1.2石墨烯的成分石墨烯是由碳原子按六边形晶格整齐排布而成的碳单质,结构非常稳定。
1.3石墨烯的结构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。
石墨烯是新一代的透明导电材料,在可见光区,四层石墨烯的透过率与传统的ITO薄膜相当,在其它波段,四层石墨烯的透过率远远高于ITO薄膜。
氧化还原法制备石墨烯工艺详解
氧化还原法制备石墨烯工艺详解相信很多研究生进入实验室的第一课就是氧化石墨烯制备,制备氧化石墨烯真是一个巨大的工程,其中涉及了各种复杂参数的调控,可谓经历了九九八十一难,方能制备出理想的氧化石墨烯。
今天小编就来为你深入解读如何采用氧化还原法制备出氧化石墨烯,各种参数如何调控?如何还原得到石墨烯?工业级氧化还原石墨烯制备与实验室制备又有什么区别?氧化还原法制备石墨烯氧化-还原法是指将天然石墨与强酸和强氧化性物质反应生成氧化石墨(GO),经过超声分散制备成氧化石墨烯(单层氧化石墨),加入还原剂去除氧化石墨表面的含氧基团,如羧基、环氧基和羟基,得到石墨烯。
氧化还原法制备石墨烯优缺点氧化-还原法被提出后,以其简单易行的工艺成为实验室制备石墨烯的最简便的方法,得到广大石墨烯研究者的青睐。
氧化-还原法可以制备稳定的石墨烯悬浮液,解决了石墨烯难以分散在溶剂中的问题。
氧化-还原法的缺点是宏量制备容易带来废液污染和制备的石墨烯存在一定的缺陷,例如,五元环、七元环等拓扑缺陷或存在-OH基团的结构缺陷,这些将导致石墨烯部分电学性能的损失,使石墨烯的应用受到限制。
氧化还原制备石墨烯分为三步,氧化、剥离、还原,如图1,图2.图1 氧化还原制备石墨烯流程图2 氧化还原制备石墨烯流程1氧化氧化石墨的方法主要有三种:第一种是Hummers法,第二种是Brodietz法,第三种是Staudenmaier法,他们首先均是用无机强质子酸例如浓H2SO4、发烟HNO3或者它们的混合物处理原始的石墨粉原料,使得强酸小分子进入到石墨层间,而后用强氧化剂(如高锰酸钾、KClO4等)氧化。
三种方法相比,Staudemaier法得到的氧化石墨的层结构受到严重破坏,原因是采用浓H2SO4和发烟HNO3混合酸处理了石墨,Hummers法具有很高的安全性,且可得到带有褶皱的氧化石墨的片层结构,并含有丰富的含氧官能团,在水溶液中分散性很好,对于此方法,许多研究人员也做了很大的改善。
石墨烯加工工艺流程及用途
石墨烯加工工艺流程及用途英文回答:Graphene Processing Technology and Applications.Graphene, a single layer of carbon atoms arranged in a two-dimensional honeycomb lattice, has attractedsignificant attention due to its extraordinary properties. Its unique combination of high electrical conductivity, excellent thermal conductivity, and mechanical strength makes it a promising material for various applications. In this article, we will discuss the processing technology and applications of graphene.Graphene Processing Technology:1. Mechanical Exfoliation: This is the most common method for producing graphene. It involves repeatedly peeling off thin layers of graphene from graphite using adhesive tape. Although this method is simple andinexpensive, it is not suitable for large-scale production.2. Chemical Vapor Deposition (CVD): CVD is a widely used method for synthesizing large-area graphene films. It involves depositing carbon atoms onto a substrate by decomposing a carbon-containing precursor gas at high temperatures. CVD allows for better control over the graphene layer thickness and quality.3. Epitaxial Growth: Epitaxial growth involves growing graphene on a substrate with a similar crystal structure. This method produces high-quality graphene with controlled layer thickness. However, it requires sophisticated equipment and is more expensive compared to other methods.Graphene Applications:1. Electronics: Graphene's high electrical conductivity makes it suitable for applications in electronics. It can be used to develop faster and more efficient transistors, sensors, and interconnects. Graphene-based flexible and transparent electronics have also shown potential inwearable devices and displays.2. Energy Storage: Graphene-based materials are being explored for energy storage applications, such as batteries and supercapacitors. Graphene's large surface area and high electrical conductivity enhance the performance of these devices, leading to faster charging, longer battery life, and higher energy density.3. Composite Materials: Graphene can be incorporated into various composite materials to enhance their mechanical, thermal, and electrical properties. Graphene-reinforced composites have shown improved strength, stiffness, and thermal conductivity. These materials find applications in aerospace, automotive, and construction industries.4. Biomedical Applications: Graphene's biocompatibility and unique properties make it suitable for biomedical applications. It can be used as a platform for drug delivery, tissue engineering, and biosensing. Graphene-based biosensors offer high sensitivity and selectivity fordetecting biomarkers, enabling early disease diagnosis.5. Environmental Applications: Graphene-based materials have been explored for environmental remediation, such as water purification and air filtration. Graphene membranes show high permeability and selectivity, making themeffective in removing contaminants from water. Graphene-based filters can also capture and remove harmful gasesfrom the air.中文回答:石墨烯加工工艺流程及用途。
石墨烯地砖施工工艺流程
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石墨烯生产工艺流程
石墨烯生产工艺流程
石墨烯是一种由单一层的碳原子组成的二维材料,具有广泛的应用前景,如电子设备、能源存储、催化剂和传感器等。
目前,石墨烯的生产工艺主要有机械剥离法、氧化还原法和化学气相沉积法等。
首先,我们来介绍机械剥离法。
这种方法是通过将石墨或石墨烯片层与黏贴纸或胶带粘合,在反复撕拉的过程中将石墨烯从石墨结构中剥离出来。
然后,利用显微镜观察剥离后的石墨烯片层,选择适合的石墨烯片层进行进一步的处理。
这种方法简单易行,但是产率较低且存在石墨烯片层受损的问题。
第二种方法是氧化还原法。
首先,将石墨进行氧化处理,得到石墨烯氧化物(GO)。
然后,在一定温度和气氛下,通过还
原反应将石墨烯氧化物还原为石墨烯。
这种方法可以通过控制氧化和还原速率来调节石墨烯的品质,但是由于氧化还原过程中需要添加还原剂,可能会对石墨烯产生杂质。
最后,我们来介绍化学气相沉积(CVD)法。
首先,将碳源
放置在高温反应腔中,然后通过控制温度和气氛,在金属基底上沉积石墨烯。
这种方法可以在大面积金属基底上高效地制备石墨烯,并且可以通过调节反应条件和金属基底材料来控制石墨烯的性质。
但是,该方法需要高温和专业设备,成本较高。
总而言之,石墨烯的生产工艺有机械剥离法、氧化还原法和化学气相沉积法等。
不同的方法各有优缺点,可以根据具体需要
选择合适的工艺。
未来随着技术的进步,相信石墨烯的生产工艺会越来越成熟,为石墨烯广泛应用提供更多可能性。
煤制石墨烯工艺流程
煤制石墨烯工艺流程
嘿,朋友们!今天咱们就来好好唠唠煤制石墨烯的工艺流程,这可真是超级有意思的事儿呢!你想想看,那普普通通的煤,居然能变成神奇的石墨烯,哇塞,这简直就像是变魔术一样!
首先啊,得把煤弄碎啦,就好像我们吃苹果得先削皮切块一样,把煤变成小小的碎块。
然后呢,就进入到一个关键步骤啦,要把这些碎煤进行一番特别的处理,让它们开始发生奇妙的变化。
这就好像给煤施了魔法一样,让它们慢慢朝着石墨烯的方向转变。
接下来,这个过程就像是一场冒险!各种化学反应在悄悄地发生呢。
就好比一场激烈的比赛,各个元素都在努力奔跑,朝着终点石墨烯前进。
在这个时候,工人们就像是魔法师的助手一样,紧张地关注着每一个环节,确保一切都顺顺利利的。
他们时刻小心着,生怕出现一点点差错。
然后呢,经过一系列复杂的操作,哇哦,石墨烯就一点一点地出现啦!就像是从黑暗中慢慢冒出的星光一样让人惊喜。
你说神奇不神奇?从那看起来不起眼的煤,竟然能诞生出这么厉害的石墨烯。
这难道不是科技的魅力所在吗?这就像丑小鸭变成白天鹅一样令人难以置信!
我觉得啊,煤制石墨烯的工艺流程真的是太了不起啦!它让我们看到了平凡之物也能创造出非凡的价值,让我们对未来充满了期待呀!。
石墨烯发热片制作工艺
石墨烯发热片制作工艺
石墨烯发热片是一种新型的加热材料,具有高效、安全、节能等优势,在电器、汽车、建筑等领域有着广泛应用。
其制作工艺包括以下步骤:
1. 原材料准备:准备石墨烯粉末、聚酰亚胺薄膜、聚乙烯醇、
氯化铜等材料。
2. 制备石墨烯墨水:将石墨烯粉末和聚乙烯醇混合,通过超声
波处理和机械剪切等方法制备石墨烯墨水。
3. 制备石墨烯薄膜:将聚酰亚胺薄膜浸泡在石墨烯墨水中,通
过离心等方法将石墨烯墨水均匀涂布在聚酰亚胺薄膜上,然后将其烘干得到石墨烯薄膜。
4. 制备发热片:将石墨烯薄膜与氯化铜薄膜叠加在一起,通过
压制等方法将其复合,然后将其放在高温炉中烧结得到石墨烯发热片。
5. 检测和包装:对石墨烯发热片进行检测,检测其电性能、发
热性能等指标是否符合要求,然后进行包装。
以上是石墨烯发热片制作的基本工艺流程,其中每个步骤都需要进行精确的控制和操作,确保石墨烯发热片的质量和性能。
- 1 -。
石墨烯工艺流程
石墨烯工艺流程石墨烯作为一种新型二维材料,在材料科学领域具有广泛的应用前景。
其独特的物理和化学性质赋予其出色的导电性、热导率和机械强度,并且具有极高的表面积和高透明度。
下面将介绍石墨烯的制备工艺流程。
石墨烯的制备工艺主要包括机械剥离法、化学气相沉积法和化学剥离法等。
其中,机械剥离法是最早被发现的制备石墨烯的方法,在实践中也得到了广泛应用。
机械剥离法的原理是,通过使用胶带或其他粘性材料,将石墨晶体中的石墨层逐层剥离,最终获得单层的石墨烯。
具体的步骤如下:1. 准备石墨晶体:首先需要准备高质量的石墨晶体,可以通过机械研磨或化学氧化还原法等方法得到。
2. 制备基底:在制备石墨烯之前,需要准备一张适宜的基底材料,常用的有硅衬底或玻璃衬底。
3. 涂敷粘性材料:将胶带或其他粘性材料粘贴在基底表面,然后以一定的角度将其撕去。
重复多次,使石墨层剥离。
4. 转移石墨烯:将胶带或其他粘性材料上的石墨烯转移到其他基底上,可以通过静电吸附或干法转移等方法实现。
除了机械剥离法,化学气相沉积法也是制备石墨烯的常用方法之一。
其工艺流程如下:1. 准备衬底:选择适当的衬底,如金属衬底或二氧化硅衬底,并进行必要的表面处理。
2. 制备催化剂:通过化学方法或物理方法,在衬底表面制备一层金属催化剂,如铜、镍或钯。
3. 进行气相沉积:将预处理过的衬底放置在化学气相沉积反应器中,然后通过加热反应器,使金属催化剂表面发生碳源气体的分解,从而实现石墨烯的生长。
4. 清洗和转移:将生长好的石墨烯进行清洗和转移,常用的方法是浸泡在酸溶液中去除催化剂,然后用胶带或其他粘性材料转移到其他基底上。
化学剥离法是制备大面积石墨烯的一种常用方法,其工艺流程如下:1. 制备石墨晶体:同机械剥离法。
2. 涂覆保护层:在石墨晶体表面涂覆一层保护剂,如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
3. 酸处理:将涂覆了保护剂的石墨晶体放入浓硝酸或硫酸中,使其发生氧化剥离反应。
反应后,石墨烯层会与保护剂分离。
石墨烯制方法:Hummers法
改进的Hummers法制备氧化石墨改进的Hummers法制备氧化石墨:在冰水浴中装配好500 ml的反应瓶,将5 g石墨粉和5 g 硝酸钠与200 ml浓硫酸混合均匀,搅拌下加入25 g高氯酸钾,均匀后,再分数次加入15 g 高锰酸钾,控制温度不超过20 ℃,搅拌一段时间后,撤去冰浴,将反应瓶转移至电磁搅拌器上,电磁搅拌持续24 h。
之后,搅拌下缓慢加入200 ml去离子水,温度升高到98 ℃左右,搅拌20 min后,加入适量双氧水还原残留的氧化剂,使溶液变为亮黄色。
然后分次以10000 rpm转速离心分离氧化石墨悬浮液,并先后用5%HCl溶液和去离子水洗涤直到分离液pH=7。
将得到的滤饼真空干燥即得氧化石墨。
氧化石墨的制备工艺流程如图3-1所示。
注:低温反应(<20℃)中,由于温度很低,硫酸的氧化性比较低,不足以提供插层反应的驱动力,所以,石墨烯原先没有被氧化。
当加入高锰酸钾后,溶液的氧化性增强,石墨烯的边缘首先被氧化。
随着氧化过程的进行和高锰酸钾加入量的增加,石墨里的碳原子平面结构逐渐变成带有正电荷的平面大分子,边缘部分因氧化而发生卷曲。
此时,硫酸氢根离子和硫酸分子逐渐进入石墨层间,形成硫酸-石墨层间化合物。
中温反应(<40℃)时,硫酸-石墨层间化合物被深度氧化,混合液呈现褐色。
高温反应(90℃-100℃)阶段,残余的浓硫酸与水作用放出大量的热,使混合液温度上升至98℃左右,硫酸-石墨层间化合物发生水解,大量的水进入硫酸-石墨层间化合物的层间,成为层间水并排挤出硫酸,而水中的OH-与硫酸氢根离子发生离子交换作用,置换出部分硫酸氢根离子并与石墨层面上的碳原子相结合,结果使石墨层间距变大,出现石墨烯体积膨胀现象,此时溶液呈亮黄色。
在水洗和干燥过程中,氧化石墨层间的OH-与H+结合以水分子形式脱去,因此产物由金黄色逐渐变成黑色。
石墨烯制备:图3-2为氧化石墨制备石墨烯的工艺流程图。
将氧化石墨研碎,称取300 mg 分散于60 ml去离子水中,得到棕黄色的悬浮液,超声分散1 h后得到稳定的胶状悬浮液。
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5.3.1.1 石墨烯复合材料生产工艺流程
本项目采用以氧化石墨烯、高表面活性炭、碳纳米管材料为核心,通过原位复合、二次活化,清洗等工艺得到石墨烯基复合材料,其工艺优点在于:反应速度快,生产周期短,比表面积大,材料孔径分布窄,微孔量多,活化剂和电耗低,生产能连续性进行的清洁生产工艺,成本低等。
在石墨烯复合材料的生产过程中,主要采用了双炉工艺(自主设计)实现催化活化同步技术,即炭化过程与活化过程在活化炉中同时进行,通过双炉间的热联合技术,实现了生产过程的物料联合和热联合,使热量得到充分利用,同时实现MOH活化剂的循环利用,大大降低了材料的生产成本,并使生产效率得到了显著地提升。
其生产工艺路线见图:
图5-1 石墨烯复合材料生产工艺流程
同时,根据工艺特点设计的碳酸钾回收利用是将生产过程中洗涤回收液(酸性)通过与公司活性炭车间的碱性废液中和制备钾肥,实现了绿色生产,解决了环境污染问题。
逐级提浓后经蒸发、浓缩、冷却结晶即得到碳酸盐副产品,大幅度降低了电耗和活化剂的消耗,避免了对环境的影响,从而降低了生产成本,在
满足清洁生产的同时,也实现了资源的循环利用。
工艺流程如图5-2所示,按照下述工艺路线,除去氢氧化钾的部份烧失量外,碳酸钾的回收率达到95%以上,在满足清洁生产的同时,也实现了资源的循环利用。
详见洗碱液回收工艺示意图
图5-2 洗涤废水回收碳酸盐工艺流程图。