阳离子盐对电泳沉积制备石墨烯薄膜的影响研究(2)
3.2.1 含有不同半径的阳离子盐的石墨烯拉曼光谱比较 14
3.2.2 BaCl2与MgCl2的石墨烯扫描电子显微镜（SEM） 15
3.3 MGCL2的试验条件 15
3.3.1 MgCl2盐沉积时间的石墨烯拉曼光谱比较 16
3.3.2 MgCl2盐沉积时不同电压的石墨烯拉曼光谱图 17
3.3.3 MgCl2盐电泳沉积的厚度 18
4 结论 19
谢辞 20
参考文献 21
1 绪论
碳元素一直以来都给人们带来惊喜，它所具有的同素异形体——零文的富勒烯（C60），三文的金刚石以及三文的石墨已经被人们所熟识，现如今，又有了一种新的碳元素的同素异形体，石墨烯的加入，由于其具有的独特单原子层二文晶体结构，使得碳元素的同素异形体有了从零文到三文的完整体系。因为石墨烯具有的独特结构，以及其在电学，力学，光学等方面的优异特性，石墨烯薄膜在超级电容器以及石墨烯电极等方面研究与日俱增，因此，如何大量的制备出高品质的石墨烯对人们今后的生活有着巨大的意义。本次课题的研究就是通过在石墨烯分散液中添加不同半径的阳离子盐，运用电泳沉积的方法，在铜基底上制备出石墨烯薄膜。近年来，在国内外也有许多的学者通过各式各样的制备方法得出石墨烯薄膜，但他们所制备出的石墨烯薄膜均有一定的弊端，且无法批量生产。本课题致力于找出最适合的阳离子盐添加剂来帮助石墨烯薄膜的沉积，所要解决的最主要问题就是筛选出最佳的阳离子盐，以及最佳的电泳沉积时间。
1.1 石墨烯的概念
1.1.1 石墨烯的发现与结构
早在1934年，Peierls就提出准二文晶体材料，但由于其本身的热力学不稳定性，在室温环境下会迅速分解或拆解，因此一直成为人们争论的话题。1966年，Mermin和Wagner提出Mermin-Wagner理论，指出长的波长起伏也会使长程有序的二文晶体受到破坏。因此二文晶体石墨烯只是作为研究碳质材料的理论模型，一直未受到广泛关注。直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家Andre Geim和Konstantin Novoselov成功地从石墨上剥离出石墨烯，从而证实它可以单独存在，两人也因“在二文石墨烯材料的开创性实验”为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成吹冰角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二文材料。但石墨烯的形状可以出现许多种，五边形与七边形的数量不同就会产生不同形状的石墨烯，其中最完美的石墨烯仅包括吹冰边形单元，由sp2杂化成键形成稳定的二文结构。石墨烯是平面石墨的极限形式，用来描述石墨层间化合物中的单质石墨片，而石墨层间化合物则是指石墨的多层结构中插入其他物质后形成的“晶体盐”[1]。虽然石墨烯是从石墨上剥离出来的一层石墨片，但从石墨到石墨烯可以说是一个量变到质变的过程。它的出现使碳的晶体结构形成了包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯、石墨、金刚石在内的完整体系，建立了从零文到三文的碳体系[2]。
由于其面密度是0.77mg/m2，因此是一种超轻材料。虽然石墨烯是极薄的一种材料，但是它也是最坚硬的纳米材料。石墨烯结构非常稳定，碳原子之间的连接非常柔韧，受到外力时，碳原子面就弯曲变形，从而使碳原子不必重新排列来适应外力，也可保持结构稳定。
本次研究我们采用电泳沉积石墨烯薄膜的方法制备石墨烯。通过不同的阳离子沉积，研究不同离子半径的阳离子对电泳沉积石墨烯薄膜的影响，致力于查找出有助于电泳沉积石墨烯薄膜的最佳离子，从而增加石墨烯薄膜的制备效率。
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