Легкая подготовка и характеристика графена

Легкая подготовка и характеристика графена, используя жидкий азот и облучение электронным лучом.

Описан легкий метод подготовки графена. На графит воздействовало облучение электронным лучом и жидкий азот. После обработки в дозе 100Гр, пластина графита рассматривалась гидротермальным методом и характеризовалась просвечивающим микроскопом, рентгеновской дифракцией и рамановской микроскопией. Этот легкий метод обеспечивает увеличенный интервал между промежуточным слоем и приведенным в беспорядок графитом, получающимся успешным расслаиванием пластины графита. В отличие от метода, измененного Hummer, EBI/LN/H рассматривал показанную более высокую тепловую стойкость графена (потеря веса приблизительно 1.02% в 800 1C) должный понизить дефекты, чем графеновая окись (GO), синтезируемая методом измененного Hummer.

1. Введение

За последние несколько десятилетий, углеродные материалы были растущий исследовательский интерес из-за различных приложений [1]. Больше всего, графен приобрел интенсивный интерес исследования из-за своих больших свойств в много полей и потенциальных применений [2]. Графен представляет собой двумерный гексагональный слой sp2- связанные атомы углерода, которые расположены в сотовую структуру [3]. Для получения графена было использовано несколько методов, таких как химическое отшелушивание [4], механическое расщепление [5], химическое осаждение паров (CVD) [6] и жидкофазное отшелушивание графита [7]. Из-за низкого выхода и высокой стоимости эти подходы непригодны для крупномасштабного производства графена. Аналогичным образом, метод CVD имеет несколько недостатков, таких как низкий выход пропускной способности и высокое потребление энергии, хотя он может производить графен большой площади с низким содержанием дефектов. В помощь ультразвуковой обработки отшелушивание

графит в растворе также был продемонстрирован для получения высококачественного графена в больших количествах [8].

В последнее время большое внимание уделяется различным подходам с использованием метода облучения для изменения физико-химических свойств оксида графена. Например, Park et al. сообщается , что обработка EBI и серной кислотой (H2SO4) привела к появлению сильной полосы беспорядка D вокруг 1345 см 1, что указывает на превращение графена в нанокристаллическую, а затем в аморфную форму [9]. Chen et al. исследованы структурные изменения го, вызванные электронным пучком с поглощенной дозой 500 кгр, и установлено, что межслойное расстояние го уменьшалось из-за изменения процента функциональной группы и эффекта редукции [10]. В этой работе мы разработали простой метод получения графена путем обработки EBI и жидкого азота с последующей гидротермальной обработкой. Сначала первозданный графит обрабатывали жидким азотом на алюминиевой фольге. Затем на образец был облучен более высокий электронный луч. Последний процесс был гидротермальным методом для того чтобы произвести несколько многослойный графен или как можно меньше. Основная цель этой работы заключалась в упрощении синтеза и крупномасштабном производстве графена.

2. Экспериментальный

2 г порошка первозданного графита (Sigma-Aldrich, 332461-2.5 кг) готовили к облучению электронным пучком в возрастающих дозах 10-5000 кгр. После погружения образцов в жидкий азот их облучали с помощью ускорителя электронного пучка (энергия пучка 2,5 МэВ, ток пучка 8,5 ма, облучение ширина 110 cm, скорость транспортера 10 m / min, тариф дозы 6.67 kGy / s, тип система управления ролика, EBTECH Co., Лимитед. Корея) при комнатной температуре в атмосфере воздуха. После облучения образцы обрабатывали гидротермальным методом. Облученные раствор графита помещали в 200 мл тефлоновой камеры для гидротермальная обработка при 130 1С в течение 3 ч и охлаждение вниз при комнатной температуре. Полученный образец промывали и сушат при температуре 80 1С в течение 10 ч в вакууме. Изображения высокого разрешения и дифракция электронов выбранной области наблюдаются спектрами Теа (JEM-2010, JEOL, Япония) и Рамана были получены с использованием RFS-100S (Bruker, Германия). TGA (PerkinElmer, США) образцов измеряли со скоростью 10 1С / мин и кристаллическая структура была оценена используя XRD (Rigaku D/max2500) с радиацией Cu Ka (40 kV, 250 mA).