石墨烯的制备和表征开题报告

 2021-08-08 10:59:53

1. 研究目的与意义

自从石墨烯发现以来,关于石墨烯的研究不断取得重要进展,其在微电子、量子物理、材料、化学等领域都表现出许多令人振奋的性能和潜在的应用前景。与此同时,人们需要大量结构完整的高质量石墨烯材料。这就要求提高现有制备工艺的水平,实现石墨烯的大规模、低成本、可控的合成和制备。

迄今为止,利用不同的化学方法,特别是化学气相沉积法和溶液化学法(氧化石墨)规模制备石墨烯已经成为可能,然而石墨烯的电结构以及晶体的完整性均受到强氧化剂严重的破坏,使其电子性质受到影响,一定程度上限制了其在精密的微电子领域的应用,化学法制备石墨烯的途径还在进一步探索完善中,现阶段工艺的不成熟以及较高的成本都限制了其大规模应用。如何大量、低成本制备出高质量的石墨烯材料应该是未来研究的一个重点。

2. 国内外研究现状分析

国内:

gao 研究组在高质量单晶石墨烯薄膜的生长制备方面,发现含碳的钌单晶在超高真空环境下经高温退火处理可以使碳元素向晶体表面偏析形成外延单层石墨烯薄膜。

zhang 等对石墨采用剥离-再嵌入-扩张的方法,成功制备了高质量石墨烯。所制备的石墨烯在室温和低温下都具有高的电导,比通常的氧化石墨还原法获得的石墨烯的电导高两个数量级。他们通过lb 膜(langmuir-blodgett film)组装技术,制成大面积的透明导电膜。高质量石墨烯及其lb 膜的制备对未来石墨烯的大规模应用具有重要意义。

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3. 研究的基本内容与计划

1、准备工作:查阅文献,撰写开题报告和文献综述;

2、制备氧化石墨烯,通过对制备条件(温度,反应时间和比例等)的改善,得到最优秀的制备方案;

3.、制备石墨烯,对氧化石墨烯进行还原,以制备石墨烯,对反应时间和发散时间等进行更改,以达到最优秀的制备方案;

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4. 研究创新点

本实验是通过石墨粉先氧化成氧化石墨,然后再还原制备成石墨烯,这是一种新型的,简单的,可以重复操作的实验方案。仅通过石墨粉来制备石墨烯,简单而又方便,而且对环境等也没有影响。

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