喷雾干燥技术在石墨烯的合成制备中的应用

石墨烯是由碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种炭质新材料，是构建零维富勒 烯、一维纳米碳管、三维石墨和自组装石墨复合体的基本单元，是目前已知的最薄的物质和 硬度最强的物质，这种石墨晶体薄膜的厚度只有 0.35nm，导电性能异常出色。 

石墨烯存在着丰富而新奇的物理现象，它的出现为相对论量子力学现象的研究提供了一种重 要的手段石墨烯是零带隙半导体，独特的载流子特性是其备受关注的重要原因之一。石墨烯 在无序状态下零质量的狄拉克方程来精确描述。

石墨烯被广泛应用于电子器件方面，在末来的计算机芯片材料上，石墨烯也可能取代硅，还 能用于制造速度最快的碳晶体管。

一、实验试剂 

五氧化二铌 碳酸钾 盐酸 四丁基氢氧化铵 聚乙烯亚胺 液氮 氯化钾 氯化钠 碱式碳酸镁 三氧化二铝 丙酮 氯化铵 

二、实验仪器 

螺杆式研磨机 电子天平 电热恒温鼓风干燥箱 电阻炉温度控制器 台式高速离心机 超声波清洗器 喷雾干燥机

三、实验过程 

根据质量比为 1：10 称取钛酸锶和石墨，在研钵中研磨使其充分混合均匀。然后将原料混 合粉投入研磨罐中，设定研磨频率为 40Hz，开始研磨，研磨 16 小时得目标产物。取研磨 后的混合粉体加入 1mol/L 的盐酸，进行搅拌，过滤 ，再加入 5mol/L 的氢氧化钾搅拌五 天，然后离心分离，粉末洗涤至中性，然后按照 1g 粉体/100ml 去离子水的比例加入去离 子水，搅拌一至五天，分别取样，得到均匀稳定的石墨烯溶胶。

研磨的原料还采用了碳酸钙、五氧化二铌、三氧化二铝、氯化钙、氯化镁、碱式碳酸镁、碳 酸钾、氯化钠等。碱泡的过程中，我们分别尝试采用了纯水、氯化铵溶液、氯化钾溶液。

四、制备 

基片依次在洗洁精、丙铜和去离子水中超声清洗，以氮气吹干备用。将处理好的基片浸入胶 粒带正电荷的聚乙烯亚胺溶液中，浸泡 10min 取出，用去离子水清洗后用氮气吹干，然后 重复以上过程，一层 PEI 和一层石墨烯合在一起称为一双层，按此法制备 1-15 层的薄膜。

五、干燥