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石墨烯的检测方法

发布时间:2022-08-10 10:27:23

A. rgo是什么化学物质

石墨烯(Graphene)。

石墨烯是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。

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,用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯,因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法,薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。

石墨烯的化学性质与石墨类似,石墨烯可以吸附并脱附各种原子和分子。当这些原子或分子作为给体或受体时可以改变石墨烯载流子的浓度,而石墨烯本身却可以保持很好的导电性。但当吸附其他物质时,如H+和OH-时,会产生一些衍生物,使石墨烯的导电性变差,但并没有产生新的化合物。

可以利用石墨来推测石墨烯的性质。例如石墨烷的生成就是在二维石墨烯的基础上,每个碳原子多加上一个氢原子,从而使石墨烯中sp2碳原子变成sp3杂化。 可以在实验室中通过化学改性的石墨制备的石墨烯的可溶性片段。

应用领域

1、单分子气体侦测

石墨烯独特的二维结构使它在传感器领域具有光明的应用前景。巨大的表面积使它对周围的环境非常敏感。即使是一个气体分子吸附或释放都可以检测到。这检测目前可以分为直接检测和间接检测。通过穿透式电子显微镜可以直接观测到单原子的吸附和释放过程。

通过测量霍尔效应方法可以间接检测单原子的吸附和释放过程。当一个气体分子被吸附于石墨烯表面时,吸附位置会发生电阻的局域变化。当然,这种效应也会发生于别种物质,但石墨烯具有高电导率和低噪声的优良品质,能够侦测这微小的电阻变化。

2、光能飞行器

中国南开大学2015年6月中在《自然》期刊下属的自然光学期刊发布了一则研究报告,陈永胜教授其团队发现一种特殊三维构型的石墨烯块,在室温且真空无阻力下被光线照射时居然会被推进移动,其效应是巨观的而非微观。

3、集成电路

石墨烯具备作为优秀的集成电路电子器件的理想性质。石墨烯具有高的载子迁移率(carrier mobility),以及低噪声,允许它被用作在场效应晶体管的沟道。

4、石墨烯晶体管

2005年,Geim研究组与Kim研究组发现,室温下石墨烯具有10倍于商用硅片的高载流子迁移率(约10 am /V·s),并且受温度和掺杂效应的影响很小,表现出室温亚微米尺度的弹道传输特性(300 K下可达0.3 m)。

以上内容参考:网络-石墨烯

B. 石墨烯的化学式是什么

石墨烯的化学式:C(n)

1、石墨烯的化学性质与石墨类似,石墨烯可以吸附并脱附各种原子和分子。当这些原子或分子作为给体或受体时可以改变石墨烯载流子的浓度,而石墨烯本身却可以保持很好的导电性。

2、吸附其他物质时,如H+和OH-时,会产生一些衍生物,使石墨烯的导电性变差,但并没有产生新的化合物。

3、石墨烯呈薄纱状与碳纳米管的管状相比,更适合于生物材料方面的研究。并且石墨烯的边缘与碳纳米管相比,更长,更易于被掺杂以及化学改性,更易于接受功能团。

4、石墨烯可与活泼金属反应。

5、石墨烯可在空气中或是被氧化性酸氧化,通过该方法可以将石墨烯裁成小碎片。石墨烯氧化物是通过石墨氧化得到的层状材料,经加热或在水中超声剥离过程很容易形成分离的石墨烯氧化物片层结构。

6、石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧,当施加外力于石墨烯时,碳原子面会弯曲变形,使得碳原子不必重新排列来适应外力,从而保持结构稳定。这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。

(2)石墨烯的检测方法扩展阅读:

石墨烯的应用

一、传感器

1、石墨烯可以做成化学传感器,这个过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的,根据部分学者的研究可知,石墨烯化学探测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比拟。

2、石墨烯独特的二维结构使它对周围的环境非常敏感。石墨烯是电化学生物传感器的理想材料,石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有良好的灵敏性。

二、晶体管

1、石墨烯可以用来制作晶体管,由于石墨烯结构的高度稳定性,这种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定地工作。

2、相比之下,目前以硅为材料的晶体管在10纳米左右的尺度上就会失去稳定性;石墨烯中电子对外场的反应速度超快这一特点,又使得由它制成的晶体管可以达到极高的工作频率。

三、柔性显示屏

1、消费电子展上可弯曲屏幕备受瞩目,成为未来移动设备显示屏的发展趋势。柔性显示未来市场广阔,作为基础材料的石墨烯前景也被看好。

四、新能源电池

1、新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板,可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本,这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。

2、石墨烯超级电池的成功研发,也解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题,极大加速了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。

五、海水淡化

1、石墨烯过滤器比其他海水淡化技术要使用的多。水环境中的氧化石墨烯薄膜与水亲密接触后,可形成约0.9纳米宽的通道,小于这一尺寸的离子或分子可以快速通过。通过机械手段进一步压缩石墨烯薄膜中的毛细通道尺寸,控制孔径大小,能高效过滤海水中的盐份。

六、储氢材料

1、石墨烯具有质量轻、高化学稳定性和高比表面积等优点,使之成为储氢材料的最佳候选者。

七、航空航天

1、由于高导电性、高强度、超轻薄等特性,石墨烯在航天军工领域的应用优势也是极为突出的。2014年,美国NASA开发出应用于航天领域的石墨烯传感器,就能很好的对地球高空大气层的微量元素、航天器上的结构性缺陷等进行检测。

八、感光元件

1、以石墨烯作为感光元件材质的新型感光元件,可望透过特殊结构,让感光能力比现有CMOS或CCD提高上千倍,而且损耗的能源也仅需原本10%。

九、复合材料

1、 在能量储存、液晶器件、电子器件、生物材料、传感材料和催化剂载体等领域展现出了优良性能, 具有广阔的应用前景。

2、目前石墨烯复合材料的研究主要集中在石墨烯聚合物复合材料和石墨烯基无机纳米复合材料上,而随着对石墨烯研究的深入, 石墨烯增强体在块体金属基复合材料中的应用也越来越受到人们的重视。

3、石墨烯制成的多功能聚合物复合材料、高强度多孔陶瓷材料,增强了复合材料的许多特殊性能。

十、生物

1、石墨烯被用来加速人类骨髓间充质干细胞的成骨分化 ,同时也被用来制造碳化硅上外延石墨烯的生物传感器。同时石墨烯可以作为一个神经接口电极,而不会改变或破坏性能,如信号强度或疤痕组织的形成。

2、由于具有柔韧性、生物相容性和导电性等特性,石墨烯电极在体内比钨或硅电极稳定得多。石墨烯氧化物对于抑制大肠杆菌的生长十分有效,而且不会伤害到人体细胞。

C. 如何查到新公布的石墨烯检测标准

石墨烯到目前为止还没有国标哦,由中国石墨烯标准化委员会制定发布过《石墨烯材料的名词术语和定义》,被称为中国石墨烯1号标准,2014年1月1日开始实施。
检测标准的话,后来泰州石墨烯研究检测平台公开在石墨烯微观形貌表征、原子结构表征、光学性能表征、电学性能表征、力学性能表征、热学性能表征等领域形成18项企业标准,包括《多方法联合判定石墨烯层数》、《石墨烯粉体的性能测试方法》、《石墨烯层间堆垛方式判定》、《石墨烯表面残余物的测试及分析》等。
更多石墨和石墨烯知识来<中国粉体技术网>吧。

D. 如何检测氧化石墨烯已排出

通过覆盖氨基团的表面检测。
通过以氧化石墨烯覆盖氧基团的表面新制造的氧化石墨烯片可以被快速且有效地从身体排出实际上,注入到老鼠体内的超过75%的氧化石墨烯薄片在24小时内通过肾脏由尿液排出体外石墨烯的独特性能使其有望应用于多个新型领域,尤其是在生物医学中,其大的表面积,高强度和灵活性有利于药物的。

E. 石墨怎么办理检测,检测标准是什么

石墨出口不同国家,标准也是不同的,比如在国内销售需要办理的标准如下:
石墨制品检测标准:

GB/T 24533-2019 锂离子电池石墨类负极材料
GB/T 30544.13-2018 纳米科技术语第13部分:石墨烯及相关二维材料
GB/T 33920-2017 柔性石墨板试验方法
GB/T 3074.4-2016 石墨电极热膨胀系数(CTE)测定方法
GB 25324-2014 铝电解用石墨质阴极炭块单位产品能源消耗限额
等等.....还有很多针对不同用途,不同标准

希望帮到你。

F. 如何检测石墨烯

做拉曼

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