如何在家自制少量石墨烯？
如何在家自制少量石墨烯？
事實(shí)證明，許多讀者都想在家里制作石墨烯，所以看了這篇文章你可以自己制作少量的自制石墨烯！
少量自制石墨烯片還是很簡(jiǎn)單的。然而，盡管有可能，但要做到可觀的數(shù)目并不容易。不要考慮宏觀石墨烯片或條狀材料。能自己制作的最大一塊石墨烯大約是0.25mm2(但你會(huì)制作很多)。這不比這個(gè)網(wǎng)頁(yè)上感嘆號(hào)上的圓點(diǎn)大多少！
在工業(yè)應(yīng)用中，科學(xué)家們制造的晶體管的柵長(zhǎng)小于25納米。因此，你的點(diǎn)大小的石墨烯片，盡管對(duì)你來(lái)說(shuō)看起來(lái)并不算小，卻可以用來(lái)制造數(shù)百個(gè)晶體管。還對(duì)石墨烯感興趣嗎?好,繼續(xù)讀下去!
方法1:膠第一個(gè)DIY方法是用鉛筆在紙上沉積一層厚厚的石墨。
然后用普通的膠帶從紙上剝下一層石墨。用另一片膠帶從第一個(gè)膠帶上除去一層石墨。然后使用第三塊未使用的膠帶從第二塊膠帶上除去一層，以此類推。最終，石墨層會(huì)變得越來(lái)越薄，最終你會(huì)得到石墨烯，嚴(yán)格意義上的單層石墨，或雙層或多層石墨(在某些用途上幾乎與石墨烯類似)。
盡管這種制作石墨烯的方法只是一個(gè)概念驗(yàn)證，但膠帶法是可行的。這需要耐心和時(shí)間，但這是2004年曼徹斯特團(tuán)隊(duì)使用的DIY方法。而且要記住，他們的研究還獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，所以不用粘膠帶了！
方法2:廚房攪拌機(jī)
那么，如何用這種方法在家制作石墨烯呢?
嗯，你可以用廚房攪拌機(jī)來(lái)代替剪切攪拌機(jī)(因?yàn)榧羟袛嚢枋歉呖萍蓟旌系囊粋€(gè)花哨的詞)，你可以用水和洗潔精來(lái)代替特殊的液體。加入洗滌劑是為了使顆粒不結(jié)塊，起到表面活性劑的作用。
石墨粉的一大來(lái)源是石墨鉛筆。簡(jiǎn)單地粉幾支鉛筆的鉛筆芯，并加入洗衣粉溶液，然后混合一會(huì)兒。除非你有特殊的顯微鏡和其他設(shè)備，否則你可能無(wú)法確認(rèn)洗滌劑溶液中是否存在石墨烯，但有一個(gè)快速的經(jīng)驗(yàn)法則，你可以用來(lái)估計(jì)顆粒大小。
一般來(lái)說(shuō)，如果石墨烯顆粒太大，它們會(huì)沉到容器底部;如果石墨烯顆粒太小，它們會(huì)浮到容器頂部。
納米粒子非常小，可以懸浮在水中，如果你想制造石墨烯，這就是你的目標(biāo)。在你制造了足夠的石墨烯粒子之后，你可能想要過(guò)濾懸浮體，讓它保持干燥。
話雖如此，盡管上述文中描述了這種制備石墨烯的方法，而且對(duì)研究人員有效，但不要對(duì)在家里用這種方法制備石墨烯太過(guò)興奮，因?yàn)樗荒苤圃斐龇浅Ｐ〉募{米石墨烯薄片。另一方面，由于石墨烯的可擴(kuò)展性，這項(xiàng)技術(shù)以及超聲波輔助液相剝離技術(shù)可能會(huì)在未來(lái)的工業(yè)環(huán)境中定義石墨烯的制備方法。
方法3技:DVD刻錄機(jī)術(shù)途徑
要用這種方法制作石墨烯，需要一個(gè)DVD電腦驅(qū)動(dòng)器，帶有LightScribe技術(shù)和一些氧化石墨。你可以從制造商那里獲得氧化石墨，或者你可以在家里為這個(gè)實(shí)驗(yàn)制作一些氧化石墨。（如果你想知道如何在家制作氧化石墨，請(qǐng)向下滾動(dòng)）
氧化石墨是水溶性的，所以在與水混合后，小心地倒在DVD光盤上。確保氧化石墨溶液均勻地分布在光盤的塑料表面。當(dāng)溶液干燥并在碟片上形成氧化石墨薄膜后，將碟片放入DVD驅(qū)動(dòng)器，薄膜一面朝下。薄膜中與激光束接觸的區(qū)域?qū)⒈晦D(zhuǎn)化為石墨烯。
激光束產(chǎn)生化學(xué)還原作用，將氧化石墨還原為石墨烯。由此產(chǎn)生的石墨烯層應(yīng)小心地從光盤上移除，并切成適當(dāng)大小的薄片。這些材料可以直接用來(lái)制作石墨烯超級(jí)電容器!
這也許是在家里制作石墨烯最簡(jiǎn)單的方法，但前提是你能接觸到氧化石墨和激光刻錄機(jī)驅(qū)動(dòng)器。LightScribe DVD激光器可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的氙氣閃光燈替換。另一個(gè)提示:如果你對(duì)DVD刻錄機(jī)的保修期感到不舒服，不要這樣做。
方法4:形成庚水界面膜
這是我們目前聽到的最新DIY石墨烯配方。
首先需要一些流體物理學(xué)來(lái)解釋。
如果你把一種不溶于水的液體倒入水中，它要么浮在水面上，要么浮在水面上，這取決于添加的液體是比水重(密度更大)還是輕(密度更小)。
一個(gè)常見的例子是浮在水面上的石油(見圖)。
如何在家自制少量石墨烯？
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，將庚烷和水等兩種不混合的溶劑倒入玻璃杯中，加入磨細(xì)的石墨粉，放入超聲波浴中，就可以制成石墨烯。
你可以在大多數(shù)化學(xué)用品商店買到庚烷，水是現(xiàn)成的(最好使用蒸餾水)，你也可以在商店很容易買到石墨棒。超聲波浴是必要的， 得到的石墨烯有一到四層厚，化學(xué)穩(wěn)定性好。它可以提取和沉積在一個(gè)干凈的玻璃板，或任何其他基質(zhì)。
這個(gè)想法是將磨細(xì)的石墨與水和庚烷(水和庚烷的比例為1:1)混合，并進(jìn)行一段時(shí)間的聲波處理。接下來(lái)發(fā)生的是石墨薄片在水和庚烷之間的界面脫落，石墨烯實(shí)際上開始“爬”上小瓶的玻璃墻。如果親水性基材(如玻璃載玻片)通過(guò)該界面引入，石墨烯薄膜也會(huì)沿載玻片壁面上升。然后把玻片取出來(lái)，干燥后，就剩下涂有石墨烯的玻璃了。
如果你使用聚乙烯瓶，產(chǎn)生的石墨烯不會(huì)爬上瓶壁，但你仍然可以用玻璃或其他親水材料制成的幻燈片來(lái)提取它。結(jié)果如圖所示。
如何在家自制少量石墨烯？
上邊的圖像顯示了石墨烯制備過(guò)程的最終產(chǎn)物。
石墨烯以薄膜的形式沉積在玻璃板的兩側(cè)，透過(guò)玻璃板可以看到其輕微的吸光性能(石墨烯吸收約2.3%的可見光)。石墨烯的表面張力(54.8 mN/m)幾乎與水(72.9 mN/m)和庚烷(20.1mN/m)的表面張力相當(dāng)，因此石墨烯從水和庚烷界面的小片狀剝落物中自組裝。石墨烯薄膜的厚度受界面毛細(xì)力的限制，多余的石墨烯會(huì)直接掉到瓶底。厚集料的形成受到擴(kuò)散和形成新層所需能量的抑制。
這可能是在家自制任意大尺寸石墨烯的最簡(jiǎn)單方法。其他方法只能制造石墨烯薄片，但這種方法中石墨烯薄片可以代替石墨薄片作為細(xì)化階段。
試一試，看看效果如何!
如何在家里制造氧化石墨?
如果你需要一些氧化石墨。你可以從各種來(lái)源購(gòu)買氧化石墨，包括網(wǎng)上購(gòu)買，也可以自己嘗試制作氧化石墨。這個(gè)過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，大多數(shù)成分都可以在柜臺(tái)上買到。在本文中，我們將解釋如何在家自制氧化石墨烯。
請(qǐng)注意這不是一個(gè)安全的程序，遵循本指南可能導(dǎo)致爆炸、火災(zāi)和嚴(yán)重傷害。
由于顯而易見的原因，如果你選擇自己做這件事，在處理酸和爆炸性材料時(shí)要注意預(yù)防。
事實(shí)上，我們認(rèn)為，除非你是一名有執(zhí)照的化工人員，否則你最好購(gòu)買氧化石墨烯，而不是試圖在家里制造它。
我們只提供此文本作為教育資源。通過(guò)繼續(xù)閱讀下面的文本，您認(rèn)識(shí)到您了解使用文本中列出的化學(xué)品的風(fēng)險(xiǎn)，并完全了解它們對(duì)您的健康和安全構(gòu)成的所有化學(xué)反應(yīng)和危險(xiǎn)。為了避免煙霧和火災(zāi)的危害，請(qǐng)?jiān)趹敉夂涂刂屏己猛L(fēng)的環(huán)境中進(jìn)行這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。盡管已謹(jǐn)慎地確保案文中沒(méi)有任何錯(cuò)誤，但我對(duì)案文中所剩的任何最終錯(cuò)誤不承擔(dān)任何責(zé)任。
介紹氧化石墨已經(jīng)有150年的歷史了。它是在1859年首次準(zhǔn)備的。從那時(shí)起，這個(gè)過(guò)程就有了改進(jìn)，該領(lǐng)域的許多研究人員對(duì)最初發(fā)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程與原始過(guò)程相關(guān)的潛在危險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)發(fā)表了評(píng)論。
這里概述的方法大約需要2小時(shí)，如果你有一臺(tái)離心機(jī)，在45攝氏度以下的溫度下。如果你不這樣做，需要一天左右的時(shí)間讓多余的水從容器中蒸發(fā)掉。
制備（謹(jǐn)慎！）
將100克石墨粉和50克硝酸鈉攪拌成2.3升工業(yè)硫酸。作為一項(xiàng)安全措施，請(qǐng)確保將這些成分混合在一個(gè)比需要的更大的防泄漏容器中，并將容器置于一個(gè)零攝氏度的冰浴中。容器的容積至少為15到20升。
在混合物中加入300克高錳酸鉀，同時(shí)不斷地混合原料。不要把所有的300克加在一起。相反，小心地一克一克地加入高錳酸鉀，以避免將混合物加熱到20攝氏度以上！
高錳酸鉀是一種強(qiáng)氧化劑，在接觸皮膚和其他有機(jī)材料時(shí)，如衣服，會(huì)產(chǎn)生污漬。當(dāng)與硫酸混合時(shí)，會(huì)產(chǎn)生高度爆炸性的氧化錳，因此必須采取一切安全措施！確保不超過(guò)最高溫度。
高錳酸鹽加入混合物后，取出冰浴，將溫度提高到35攝氏度。精確小心地保持這個(gè)溫度30分鐘。在這個(gè)階段，混合物會(huì)變稠，釋放的氣體量會(huì)減少。在20分鐘左右，預(yù)計(jì)混合物是棕灰色和糊狀的稠度。
30分鐘后，慢慢地小心地加入4.8升的水，同時(shí)攪拌。加水會(huì)引起放熱反應(yīng)，使混合物的溫度升高到接近100攝氏度，大量的氣體會(huì)在劇烈的反應(yīng)中釋放出來(lái)！將溫度保持在98攝氏度，再保持15分鐘?，F(xiàn)在混合物的顏色將是棕色。
保持溫度15分鐘后，用溫水將混合物稀釋至14升。加入3%過(guò)氧化氫以減少高錳酸鹽的殘留。加入雙氧水后，混合物應(yīng)變成亮黃色。
趁混合物還熱，過(guò)濾一下。過(guò)濾器將采用黃棕色。濾餅用14公升溫水洗三次。將生成的氧化石墨分散到32升水中。為了得到干燥的氧化石墨，你需要一臺(tái)強(qiáng)大的離心機(jī)。由于這可能是不可用的，將含有氧化石墨的水加熱到40攝氏度，直到水蒸發(fā)。一個(gè)寬的容器效果最好，因?yàn)楦蟮拿娣e會(huì)促進(jìn)蒸發(fā)。
用這種方法得到的高質(zhì)量的氧化石墨呈亮黃色，而質(zhì)量較差的氧化石墨呈綠色到黑色。
本文出自東莞市捷誠(chéng)石墨制品有限公司官網(wǎng)：http://zgzscp.com 權(quán)威發(fā)布， 東莞市捷誠(chéng)石墨制品有限公司是一家集銷售、應(yīng)用開發(fā)，產(chǎn)品加工的石墨專業(yè)廠家，專門為模具行業(yè)、機(jī)械行業(yè)、真空熱處理爐、電子半導(dǎo)體及太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)等提供石墨材料、石墨電極和相關(guān)的石墨制品，歡迎致電13549365158更多關(guān)于石墨制品方面信息，可回本網(wǎng)站產(chǎn)品頁(yè)面詳細(xì)了解點(diǎn)擊：石墨制品 石墨模具 石墨坩堝 石墨轉(zhuǎn)子 石墨軸承 石墨板 石墨棒 石墨匣體 石墨熱場(chǎng) 真空爐石墨制品 電子石墨模具