科学家发现,将庚烷和水等两种不混合的溶剂倒入玻璃杯中,加入磨细的石墨粉,放入超声波浴中,就可以制成石墨烯。
你可以在大多数化学用品商店买到庚烷,水是现成的(最好使用蒸馏水),你也可以在商店很容易买到石墨棒。超声波浴是必要的, 得到的石墨烯有一到四层厚,化学稳定性好。它可以提取和沉积在一个干净的玻璃板,或任何其他基质。
这个想法是将磨细的石墨与水和庚烷(水和庚烷的比例为1:1)混合,并进行一段时间的声波处理。接下来发生的是石墨薄片在水和庚烷之间的界面脱落,石墨烯实际上开始“爬”上小瓶的玻璃墙。如果亲水性基材(如玻璃载玻片)通过该界面引入,石墨烯薄膜也会沿载玻片壁面上升。然后把玻片取出来,干燥后,就剩下涂有石墨烯的玻璃了。
如果你使用聚乙烯瓶,产生的石墨烯不会爬上瓶壁,但你仍然可以用玻璃或其他亲水材料制成的幻灯片来提取它。结果如图所示。
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上边的图像显示了石墨烯制备过程的最终产物。
石墨烯以薄膜的形式沉积在玻璃板的两侧,透过玻璃板可以看到其轻微的吸光性能(石墨烯吸收约2.3%的可见光)。石墨烯的表面张力(54.8 mN/m)几乎与水(72.9 mN/m)和庚烷(20.1mN/m)的表面张力相当,因此石墨烯从水和庚烷界面的小片状剥落物中自组装。石墨烯薄膜的厚度受界面毛细力的限制,多余的石墨烯会直接掉到瓶底。厚集料的形成受到扩散和形成新层所需能量的抑制。
这可能是在家自制任意大尺寸石墨烯的最简单方法。其他方法只能制造石墨烯薄片,但这种方法中石墨烯薄片可以代替石墨薄片作为细化阶段。
试一试,看看效果如何!
如何在家里制造氧化石墨?
如果你需要一些氧化石墨。你可以从各种来源购买氧化石墨,包括网上购买,也可以自己尝试制作氧化石墨。这个过程相对简单,大多数成分都可以在柜台上买到。在本文中,我们将解释如何在家自制氧化石墨烯。
请注意这不是一个安全的程序,遵循本指南可能导致爆炸、火灾和严重伤害。
由于显而易见的原因,如果你选择自己做这件事,在处理酸和爆炸性材料时要注意预防。
事实上,我们认为,除非你是一名有执照的化工人员,否则你最好购买氧化石墨烯,而不是试图在家里制造它。
我们只提供此文本作为教育资源。通过继续阅读下面的文本,您认识到您了解使用文本中列出的化学品的风险,并完全了解它们对您的健康和安全构成的所有化学反应和危险。为了避免烟雾和火灾的危害,请在户外和控制良好通风的环境中进行这项实验。尽管已谨慎地确保案文中没有任何错误,但我对案文中所剩的任何最终错误不承担任何责任。
介绍
氧化石墨已经有150年的历史了。它是在1859年首次准备的。从那时起,这个过程就有了改进,该领域的许多研究人员对最初发现这个过程与原始过程相关的潜在危险和风险发表了评论。
这里概述的方法大约需要2小时,如果你有一台离心机,在45摄氏度以下的温度下。如果你不这样做,需要一天左右的时间让多余的水从容器中蒸发掉。
制备(谨慎!)
将100克石墨粉和50克硝酸钠搅拌成2.3升工业硫酸。作为一项安全措施,请确保将这些成分混合在一个比需要的更大的防泄漏容器中,并将容器置于一个零摄氏度的冰浴中。容器的容积至少为15到20升。
在混合物中加入300克高锰酸钾,同时不断地混合原料。不要把所有的300克加在一起。相反,小心地一克一克地加入高锰酸钾,以避免将混合物加热到20摄氏度以上!
高锰酸钾是一种强氧化剂,在接触皮肤和其他有机材料时,如衣服,会产生污渍。当与硫酸混合时,会产生高度爆炸性的氧化锰,因此必须采取一切安全措施!确保不超过最高温度。
高锰酸盐加入混合物后,取出冰浴,将温度提高到35摄氏度。精确小心地保持这个温度30分钟。在这个阶段,混合物会变稠,释放的气体量会减少。在20分钟左右,预计混合物是棕灰色和糊状的稠度。
30分钟后,慢慢地小心地加入4.8升的水,同时搅拌。加水会引起放热反应,使混合物的温度升高到接近100摄氏度,大量的气体会在剧烈的反应中释放出来!将温度保持在98摄氏度,再保持15分钟。现在混合物的颜色将是棕色。