阳离子盐对电泳沉积制备石墨烯薄膜的影响研究(6)
图1.2 势能曲线[17]
溶液离子如果要聚集在一起，必须要达到图2-2中的势垒才可以。只有当外加电场或其他因素提供的能量高于粒子相互作用的势垒，才可能形成紧密而稳定的薄膜。
Koelmans[18]的观点是，粒子间的斥力降低和颗粒的团聚沉淀是由于电解质浓度的增长。因为电解质浓度的增加需要一定的时间，所以我们认为沉积的发生应该是在一段时间之后。Grillon[19]提出颗粒在沉积电极或沉积物上会发生中和反应。最好的悬浮液体系要属颗粒通过吸附金属离子而带正电荷的体系。在电泳沉积过程中可以看到盐的存在对石墨烯附着在基底上以及增加沉积速率有着重要的作用。在石墨烯溶液中加入盐可以促进溶液的稳定。电泳沉积过程中的石墨烯移动方向受所加盐的影响。因此我们可以通过采用不同的盐来得到不同的石墨烯薄膜现象。本次实验主要研究不同电荷的阳离子盐对石墨烯薄膜的影响，例如，镁离子盐被石墨烯吸附，并形成了双电层。
这类碳素材料可在有机溶剂中沉积，但更多在水溶液中进行。大多数沉积过程是在恒压条件下，沉积时间在决定石墨烯的产物形貌方面扮演着至关重要的角色。除此之外样品的平面结构会在基地上展现出来，均匀的石墨烯层会沉积在三围的、多孔的，以及柔性基底上。一般来说电泳沉积的石墨烯层展现出良好的性能，比如高电导率，大的比表面积、优良的热稳定性、高透明度，以及很好的机械强度。EPD还可以用于制备功能化的复合材料，比如石墨烯同金属纳米材料复合，同其他碳素材料或聚合物复合，产生具有更优良光学电学性能的新奇纳米材料。总之，分析已有的文献表明，EPD是一个能简单方便制备石墨烯及石墨吸附和材料的方法，非常容易应用并且适用性广。因此，EPD在未来的纳米材料应用领域有着良好的前景。
但是电解质盐的增加对于石墨烯薄膜的形成也有一定的弊处，由于石墨烯会吸附在盐上，所以我们所得到的石墨烯薄膜都会有金属盐的存在，导致难溶的或非离子产物出现。因此运用电泳沉积制备石墨烯薄膜后仍需进行后续处理，才能真正得到纯净的石墨烯薄膜。
1.3 研究意义与目标
石墨烯晶体自2004年被英国物理学家制备出来以后，一直受到大家的关注。这不仅是因为它独特的二文晶体结构，还与它所呈现出的优异的导电性能、光学性能等特性有关。如今由于其优异的性质和其他领域的潜在发展可能，大规模制备石墨烯已经成为人们发展的方向。目前已有的制备石墨烯薄膜方法层出不穷，但是还没有一个方法可以完全控制石墨烯薄膜的生产以及大规模制备高质量的石墨烯晶体，所以如何大规模高质量的生产石墨烯对于石墨烯的应用有着巨大的意义，对今后科技领域的发展也有着巨大的影响。
本研究致力于阳离子盐对电泳沉积制备石墨烯薄膜的影响，为了研究不同半径的阳离子对石墨烯薄膜沉积的影响，在用电泳沉积石墨烯薄膜时，阳离子采用碱土金属镁，钙，锶，钡与同一阴离子即氯离子形成氯化物，在同一实验条件下，通过对获得的石墨烯薄膜进行拉曼光谱的分析，得出不同阳离子对其的影响，从而判断出最合适的阳离子盐添加剂。
1.4 石墨烯电极的发展趋势
由于石墨烯具有极高的电子迁移率，且它几乎是透明的，对光的吸收率也很大，因此是一种很有前途的替代材料，在出版的《科学》杂志上，美国麻省理工学院及哈佛大学的研究人员发现了石墨烯对光具有不同寻常的反应，在室温和普通光照射下，就能发生热载流子效应，即由于光照在石墨烯上使得产生两个不同电气特性的区域，进而出现温差，产生了电流。石墨烯相较于其他材料来说，它的优点在于可以避免因为透明性促使载流子的密度减少导致的导电率大幅降低的情况。
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