事实证明,许多研究人员想在在家里制作石墨烯,所以今天放大招:碳丰科技教您如何在家使用简单的设备制备少量的石墨烯,虽然方法可行,但是并不适用于制备高质量大数量的石墨烯。如果你仍然有兴趣制作石墨烯,非常棒,继续读下去!
方法1:胶带
第一种DIY方法是使用铅笔在纸上沉积厚厚的石墨层。然后用普通的胶带从纸上剥离一层石墨。使用另一块胶带从第一块胶带上去除一层石墨。然后,使用第三块未使用的胶带从第二块胶带上除去一层石墨,以此类推。最终,石墨层将变得越来越薄,并且最终将石墨烯,其实严格意义上来说是单层石墨,或双层或几层石墨(在某些用途中几乎像石墨烯一样起作用)。即使这种制造石墨烯的方法只是一个对概念的验证,胶带法是有效的。这种方法需要耐心和时间,但是这是2004年曼彻斯特团队使用的制作方法。而且要牢记,他们在这项工作上赢得了诺贝尔奖,所以并没有一团乱七八糟的胶带。
方法2:厨房搅拌机
一组科学家的文章发表于2014年4月20日,文章中他们描述了如何使用称作液体剪切剥离的方法来制作石墨烯。在这里你可以找到文章的摘要,但是全文需要付费。
在液体中剪切剥离的方法开始是将粉末晶体倾倒在液体中,然后使用剪切混合器将材料层从晶体中分离(剥离)。选择会用于此工艺过程中的液体,使得小石墨烯颗粒不会团聚到一起,结果得到的是石墨烯的液体悬浮液。然后可以将悬浮液干燥以获得石墨烯纳米片,或者其可以直接用于以后的工艺过程中,例如制备石墨烯涂层等。
所以,如何使用这种方法在家中制造石墨烯呢?好吧,你可以用厨房的搅拌机来替代剪切机(因为剪切混合是一个高科技混合的较花哨的词汇),而且你可以用水和洗碗精而不是用特殊的液体。添加清洁剂可以让粒子不会聚集,并且可以作为一种表面活性剂。
石墨铅笔富含石墨粉。只需要一些铅笔芯的铅粉,并将铅粉加入洗涤剂溶液中,然后混合一段时间。 除非你有机会获得特殊的显微镜等设备,不然可能无法在您的洗涤剂溶液中确定石墨烯的存在,但有一个快速的经验法则,你可以用来估计粒径大小。
一般来说,如果石墨烯颗粒太大,他们会沉到容器的底部,而如果他们是较小的,他们将浮到顶部。 纳米颗粒很小,它们将悬浮在水中,如果你想制作石墨烯,这便是你想要的。在制备了足够的石墨烯颗粒后,您可能需要过滤悬浮液并将其干燥。
话虽这么说,虽然上文中有描述这种制造石墨烯的方法,并为研究人员所用,但在家中用这种方法制作石墨烯时不要太兴奋。它这种方法会很杂乱,而且制作出的都是非常小的纳米石墨烯片,不要向你的朋友吹嘘,除非在你的地下室有一个高科技实验室,并且你打算使用它们制作石墨烯晶体管。
另一方面,这种技术以及超声处理辅助液相剥离技术可以限定未来在工业环境中如何制造石墨烯,因为其具有可扩展性。
方法3:DVD刻录机-光雕技术的方法
使用这种方法获得的石墨烯,配方要求具有光雕技术的DVD机驱动以及一些氧化石墨。你可以从制造商那里获得氧化石墨,或者为了这个实验你可以在家里做一些氧化石墨。如果你想了解如何在家做氧化石墨, 向下滚动到下一节
氧化石墨具有水溶性,所以在把它与水混合后,小心地放在一个光盘上。确保氧化石墨溶液均匀地分布在光盘的塑料表面上。待溶液干燥并在光盘上形成一层氧化石墨膜后,将光盘放入DVD驱动器,薄膜面朝下。使用光雕软件刻录氧化层。
与激光束接触的薄膜区将会变成石墨烯。激光束引起了将石墨氧化物还原为石墨烯的化学反应。将所得石墨烯层小心地从盘上移除并切割成适当尺寸的碎片。这些碎片可以直接用来制作石墨烯超级电容器!这可能也是在家制作石墨烯最简易的方法,但是前提是您得有氧化石墨以及一个光雕驱动器。
虽然在家可以建议制备少量的石墨烯,但是质量并没有专业的高。如果您需要用到这种实验材料,最好还是建议您到专业生产此类产品的公司购买哦。
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