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APCVD制备大面积单层石墨烯、三维石墨烯结构的研究 随着石墨烯在电子学、光电子学、化学、生物学等领域的广泛应用,石墨烯的制备及控制成为一个研究热点。当前,石墨烯的制备主要有化学气相沉积法(CVD)、机械剥离法及溶液剥离法等。其中CVD法具有制备大面积、单层石墨烯及三维石墨烯结构的优势,被广泛研究和应用。 CVD法是通过将金属催化剂薄膜和碳源物质分别放置在高温炉中,通过热分解和扩散作用形成石墨烯的制备方法。但是,传统的CVD法通常需要高温(800-1200℃)的条件,而且需要进行气相实验,制备过程不易实现规模化,同时催化剂的使用也会对石墨烯的质量产生影响。因此,为了克服这些问题,新型的APCVD法逐渐被广泛研究和应用。 APCVD法是一种大气压下实现石墨烯制备的方法。它将金属催化剂和气体源同时放置在石英玻璃基板上,将基板放置在热板上,使得催化剂和气体源在热板的作用下热分解并扩散到基板表面,形成石墨烯层。不同的气体和金属催化剂可以产生不同形态、厚度和石墨烯结构的石墨烯层。 APCVD法相较传统CVD法具有较低的制备温度(650-900℃)、更容易实现规模化生产、对金属催化剂使用较少、生产工艺简单等优点。在实际应用中,目前已有不少的石墨烯合成实验使用了这种方法,如Fe催化剂+CH4气相MPCVD法、Cu催化剂+CH4/APCVD法、Ni催化剂+碳气体/APCVD法等。 此外,APCVD法也可以用于制备三维的石墨烯结构,通过不同温度的热处理,可以在石墨烯层中产生孔洞,形成3D石墨烯结构。这种石墨烯结构具有超大比表面积、较好的导电性和光催化性质,有着重要的应用前景。 总之,APCVD法作为一种新型的大面积、单层石墨烯和三维石墨烯结构的合成方法,可以更好地解决传统CVD方法存在的问题,同时在实际应用中也具有较好的效果和应用前景。