射频等离子清洗机石墨烯处理后应用在电容器催化储能等领域

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• 作者：等离子清洗机-CRF plasma等离子设备-等离子表面处理机厂家-诚峰智造
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• 发布时间：2021-03-31
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【概要描述】        石墨烯，一种由碳原子组成的二维平面结构材料，以其的物理、化学性能受到国内外科研工作者的广泛关注。以石墨烯为基础的材料已经广泛地应用于电容器、锂电池、微/纳米器件、传感器、有机光电器件、生物医学、催化等领域。         化学氧化还原法是目前广泛采用的制备石墨烯的方法之一，也是目前有可能实现大规模制备的方法。通常还原氧化石墨烯的方法是采用一些常用的还原剂，如水合肼、对苯二酚、强碱、氢碘酸等，这些还原剂大多具有毒性或腐蚀性，会对环境造成污染。而采用物理方法对氧化石墨烯进行还原，不会对环境造成影响，是一种环境友好型的方法。         射频等离子清洗机处理法，即射频等离子体，对氧化石墨烯进行处理，一步快速还原氧化石墨烯，制备得到三维多孔的石墨烯材料。通过拉曼光谱可以证实随着射频等离子清洗机等离子体功率的增加，氧化石墨烯还原程度也逐渐的增加。制备得到的三维多孔石墨烯材料有望应用在电容器、催化、储能等领域。         射频等离子清洗机等离子体处理前、抽真空后的氧化石墨烯样品，随着气压的降低，氧化石墨烯水溶液的沸点降低，并伴随有沸腾现象，由于溶液内能的减少，随后样品迅速( <1s)结冰，变成固态， 颜色为黄棕色;氢气或氩气等离子体处理后的样品颜色，为黑棕色。         此现象说明经氢气或氩气等离子体处理后，氧化石墨烯悬浊液由液态变为固态，同时颜色的变化说明氧化石墨烯被部分还原。氢气和氩气等离子体处理后样品的低倍和高倍扫描电镜，均可以明显地观察到相互交联、多孔的网络结构。         在射频等离子清洗机等离子体处理过程中样品一直处于低气压状态，结成的冰直接升华为水蒸气，从而维持了样品三维多孔的形貌。对氢气和氩气等离子体处理前后的样品进行拉曼光谱的测定。氢气和氩气等离子体均可以还原氧化石墨烯，且氢气(还原性气体)等离子体对氧化石墨烯的还原程度更加明显。         氢气和氩气等离子体能够对氧化石墨烯进行还原的原因，主要是由于氢气或氩气等离子体能量可以有效地切断氧化石墨烯片层表面及边缘的含氧键，使得氧化石墨烯的含氧官能团减少，部分还原。用同种气体等离子体处理氧化石墨烯溶液，等离子体放电功率越大，能量越大，氧化石墨烯的还原程度就越大。         射频等离子清洗机等离子体方法一步快速、有效地还原了氧化石墨烯。通过改变放电气体的类型及放电功率，经拉曼光谱的测试表明，气体的还原性越强，放电功率越大，对氧化石墨烯的还原程度就越高。射频等离子体方法还原处理后得到的三维多孔石墨烯材料，可进一步应用于电容器、储能等领域。