石墨烯的调和可以通过以下几种方法实现:
静电门控技术
通过静电门控技术,可以动态调整石墨烯的电子和光学特性,实现光谱可调性。离子凝胶作为栅极介质,以其高电容和离子导电性,使得在低电压下对石墨烯的费米能级进行大面积动态调控成为可能。此外,将石墨烯图像化成腔耦合的六边形孔阵列,可以利用激发狄拉克局域等离子体实现约70%的增强吸收,该等离子体在长波红外光谱范围内进一步可静电调谐。
化学还原法
制备氧化石墨烯(GO)是石墨烯调和的一种常见方法。具体步骤包括:
在1000mL烧杯中加入10mL浓硫酸和3g石墨粉,搅拌10分钟。
加入360mL水,剧烈搅拌20小时至反应物分散均匀,然后加入18mL 30%的MnO2溶液,继续搅拌2小时。
沉降2小时至溶液分层,离心,加入600mL水、3mL HCl溶液和4.5mL H2O2溶液,继续搅拌2小时,离心。
将得到的棕黄色浆状物冷冻干燥,最后得到棕黄色海绵状氧化石墨烯。
化学还原与聚合物混合
可以通过化学还原氧化石墨烯,并与聚合物混合来调和石墨烯。例如,将配置好的1mg/mL氧化石墨烯溶液500mL,加入氨水调节pH值到11左右,然后加入二氧化硫脲和水合肼,在90℃水浴中反应5小时,冷却至室温后得到黑色悬浊液。还可以加入PVP等聚合物,通过搅拌和水浴反应来进一步调和石墨烯。
物理分散法
将还原石墨烯均匀分散在乙醇等溶剂中,形成一定浓度的分散液。然后,可以将这种分散液与其他聚合物溶液混合,通过搅拌和加热来调和石墨烯。
机械搅拌法
将鳞片石墨和盐粒按一定质量比例放置在滚筒装置内,启动滚筒装置滚动一定时间后加入助剂,再滚动第二混合时间,使鳞片石墨、盐粒和助剂充分接触,从而实现石墨烯的调和。
这些方法可以根据具体应用需求选择,以达到所需的石墨烯性能和分散性。
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