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1、CVD制备3D石墨烯,目录,研究背景实验部分结果与讨论结论与展望致谢,研究背景,图1-1 二维石墨烯结构,碳材料是一种地球上较普遍而特殊的材料，它可以形成硬度较大的金刚石，也可以形成较软的石墨，近 20 年来，碳纳米材料一直是科技创新的前沿领域。,图1-2 零维富勒烯,图1-3 一维碳纳米管,图1-4 三维石墨,研究背景,图1-5 石墨烯结构,导电性强,强度很高,导热性好,比表面积大,研究背景,图1-6 三维石墨烯结构,导电性更强,比表面积更大,多孔结构,二维石墨烯的表面能较高,容易发生团聚。三维网状石墨烯稳定 性较好、比表面积大且利用率高,能增加电解质对电极材料的浸润性,并提高电极的储电能力
2、。,实验部分,由于化学气相沉积法制造出的样品品质好，而且可以对许多方面进行人为的控制，所以本文采用这种方法来制备3D石墨烯。,实验部分,KTL1700管式炉,实验部分,图2-1 甲烷在泡沫镍的表面发生反应,图2-2 降温时生成石墨烯,实验流程：将泡沫镍置于刚玉舟中央，在常压下 200 sccm H2气氛中，125 min内升1000，并保温10min，以去除基体表面氧化层。调节气流量为 200 sccm的H2和 500 sccm的Ar，保温10min。随后调节气流量为200 sccm的H2，500 sccm的Ar和 7 sccm的甲烷，保温 15 min后缓慢冷却至室温。,结果与讨论,图3-1
3、 3DG的XRD图谱分析,图中显示在2=26.654出现了（002）峰说明了本实验成功的在泡沫镍基底上沉积了一层石墨烯,（002）峰峰形尖锐，说明制得的石墨烯石墨化程度较高，是较好的晶态物质。,结果与讨论,图3-2 3DG SEM图片（a）3DG整体结构图（b），（c），（d）转移过程后3D G局部放大图,经过转移过程后3DG仍然可以保持与泡沫镍基底相同的网状及多孔结构特征。但从图（b），（c），（d）这三张经过转移的3DG图片可以看出，转移过程对3DG的质量有一定损害,结果与讨论,图3-3 3DG RAMAN 光谱分析,分析可知CH4流量7sccm时制备的3DG其ID/IG=0.02,这个结
4、果远小于0.1，这说明制备的石墨烯质量高，缺陷少。,当I2D/IG2时，说明石墨烯为单层石墨烯，本实验制得的石墨烯I2D/IG的结果为0.85，则说明不是单层石墨烯。,结论与展望,由于C可以在金属镍中溶解，所以当我们选择用泡沫镍来制作石墨烯时，制备了层数较多的样品 制备的石墨烯的SEM图像我们可以得知，经过转移过程3DG上或多或少都存在缺陷，说明转移过程在一定程度上破坏了3DG完整良好的结构。,结论与展望,石墨烯虽然有很多方面的应用和许多优异的性质，但是石墨烯的工业化大批量生产还是一个难点，只要能够完成石墨烯的大批量生产，就可以实现石墨烯的全面开发与应用了。,致谢,感谢王晓敏教授在毕业设计中对我的指导和栽培！,感谢各位评审老师百忙之中莅临指导！,感谢实验室各位师兄师姐的热情帮助！,感谢材料物理1201班同学的关心和照顾！,谢谢,
