無定形碳化物氯化法制備石墨烯.pdf

1、分類號UDc學校代碼!鰉旦!學號104972100098學位論文題目五定形碳化物氫化法劍備石墨燧英文TransformationofAmorphousCarbidesinto題目魚!壘乜h旦旦星!i壘gb!Q!i旦壘主iQ旦叢皇主bQ魚研究生姓名萱燾姓名本鲞職稱教授學位埴指導教師單位名稱國塞重點實驗室郵編430070申請學位級別亟土學科專業(yè)名稱逝籃蘧撾料論文提交日期窒Q!圣生墨且論文答辯日期壘Q!蘭生墨且學位授予單位武這理王太堂學位授予

2、日期答辯委員會主席毯!繼評閱人玨埠i2013年5月武漢理工大學碩士學位論文摘要自從2004年發(fā)現石墨烯以來，由于石墨烯具有許多優(yōu)異獨特的性質而受到了廣泛的關注。為了利用石墨烯的這些性質，大規(guī)模低成本制備石墨烯是非常關鍵的。許多方法己被應用于制備各種形貌和各種質量的石墨烯當中，但所有這些方法都存在著制備成本高昂及合成條件復雜等缺點。雖然SiC熱解法為石墨烯的合成開辟了一條新的路徑，但這種方法要求晶體SiC原料具有完美的高定向性和非?？量痰?/p>

3、合成條件(包括高于1200℃的合成溫度和超高真空技術要求)，從而阻礙SiC熱解法的實際應用。因此，急需一種溫和、低成本的石墨烯合成方法。在本論文中，我們采用了一種氯化法，在低溫常壓下成功地將無定形碳化物(aSilxC。和aTilxCx)轉化石墨烯。該方法合成石墨烯條件非常溫和，而且使石墨的制備成本大大降低。本論文的具體研究內容及獲得的主要研究成果如下：1)通過HRTEM、Raman、XRD、XPS、CV和電化學加速(ADT)等測試證明氯

4、化法能在較低溫度(800℃)和常壓條件下納米晶體SiC顆粒表面的aSil—xC。納米薄膜轉化為石墨烯納米片層。同時，HRTEM和Raman等測試結果表面，采用同樣方法微米SiC晶體顆粒表面的aSilXCx納米薄膜也可在在較低溫度(800℃)和常壓條件下轉化為石墨烯納米片層。由此可以得出aSilxC。納米薄膜轉化為石墨烯不受晶體SiC基底尺寸的影響。本章還討論了aSilxCx納米薄膜轉為石墨烯的機理。2)通過采用HRTEM、Raman和X

5、PS等測試表征技術，證明了采用氯化法在常壓下和更低的溫度(200℃)下，可將aTilxC。納米薄膜轉化為了高質量的石墨烯。與aSilxCx相比，aTilxCx與氯氣有更高的反應活性，從而使合成溫度大大降低。研究還進一步證實石墨烯的層數可以通過控制合成溫度進行調控，這主要是因為在更高溫度下Ti原子有更高的刻蝕速率所致。本論文提供了一種通過氯化法將低成本的無定形碳化物(aSnCx，aTilxCx等)納米薄膜大規(guī)模轉化為石墨烯的方法。關鍵字：