了解石墨烯及其属性

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功能化石墨烯和石墨烯氧化物),以及他们的一些衍生品可能有能力在光电设备,如提高性能,催化剂,燃料电池,传感器和电池。详细了解这些材料在基本层面上是至关重要的。亚博网站下载拉曼光谱是一个关键的工具获得这种理解石墨烯材料及其属性亚博网站下载

介绍

石墨烯是一种二维碳同素异形体,巨大的潜力在各种应用程序中,由于其非凡的电子,机械,光学性质^1、2。具体来说,石墨烯的结构由单层的sp²杂化碳六角或蜂窝布局。

石墨烯可以实现的广泛应用之前,需要解决两个关键挑战。首先是获得全面了解物理和化学的相互作用发生在石墨烯表面³。第二个是开发一个简单和低成本大规模制备方法⁴。

第一个挑战的理解石墨烯的基本行为,包括其表面性质,物理和化学的相互作用,只能通过先进的分析技术。

第二个挑战——开发一个简单、低成本的制备路线——化学还原氧化石墨烯是一种可行的解决方案^4、5。石墨烯氧化物包括透明导电薄膜的应用,氧化锡(ITO)更换电池和触摸屏,以及电池和太阳能电池的电极材料亚博网站下载⁶。最重要的是,石墨烯氧化物比石墨烯容易和便宜,所以可能会很快进入大规模生产。

可用的技术,拉曼光谱为科学家们提供了一个理想的方法来量化和识别样本组成。技术提供了分子振动信息,包括闪亮的单色光源样品和检测散射光。大多数的光激励源频率相同,但少量的散射光将能源从激光频率。策划改变光的强度与频率的变化导致样品的拉曼光谱⁷。

例如,薄熙来et al。用拉曼光谱来研究氧化石墨烯的结构,降低了氧化石墨烯传感和能源存储应用程序⁴。结合傅里叶变换红外(FTIR)和紫外吸收光谱(紫外可见),作者使用这些技术来证实,氧化石墨烯被成功减少使用咖啡酸。

重要的是要记住,因为功能化石墨烯和氧化石墨烯的应用程序非常重要,全面了解母材,及其功能化衍生物是至关重要的。拉曼是一个重要的分析技术,因为在光谱特征指纹模式可以识别物质,并评估当地的结晶度、取向和压力⁸。

Rajagopalanet al。用拉曼光谱来研究减少氧化石墨烯(去)作为超级电容器电极材料的总统候选人⁹。

化学还原的是使用肼,反应后与氢氧化钾(KOH)前。KOH治疗的影响超级电容器的性能进行了研究。拉曼光谱,以及其他技术,如傅里叶变换红外光谱(FTIR),证实,构建使用KOH阻止完整的还原,氧化石墨烯在石墨烯留下残余的官能团。

另一项研究通过Umairet al。用拉曼光谱来研究沉积镍膜双层石墨烯¹⁰。具体地说,他们使用这项技术来观测合成石墨烯的均匀性,通过计算2 d的比值和G峰值强度在200 mm x 200 mm的一个领域。作者发现石墨烯层的数量是一致的在这一领域,较低的缺陷密度。

兴趣在石墨烯和氧化石墨烯以及石墨烯器件的需求将继续增加。跟上需求,研究开发的高性能拉曼仪器是至关重要的。

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“石墨烯的电子性质”——a·h·卡斯特罗否决权et al,启Mod。物理。2009年。DOI:10.1103 / RevModPhys.81.109
“Functionalized-Graphene复合材料:制造和应用程序在可持续能源和环境”——x锣等,化学。板牙。2016年。DOI:10.1021 / acs.chemmater.6b01447
“石墨烯氧化物纳米材料的相互作用与天然有机物和金属氧化物表面”——即Ch亚博网站下载owdhury et al,围住。科学。抛光工艺。2014年。
“绿色制备了氧化石墨烯传感和能源存储应用程序”- z . Bo et al,科学报告2014年。
氧化石墨烯- Graphenea
“石墨烯和氧化石墨烯:合成、属性和应用程序”——朱y . et al,先进材料亚博网站下载2010年。
“减少化学改性氧化石墨烯超级电容器电极”——b Rajagopalan & j·s·钟,纳米研究快报,2014年DOI:10.1186 / 1556 - 276 x - 9 - 535
“双层石墨烯的可控合成镍”——a . Umair & h . Raza纳米研究快报2012年。DOI:10.1186 x / 1556 - 276 - 7 - 437

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哈佛大学
热费希尔科学-材料与结构分析。2020。亚博网站下载了解石墨烯及其属性。AZoM, 08年2022年8月,//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=14546。