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话说究竟怎么判断一个碳材料是不是石墨烯?

近年来有一些文章,采用热处理有机物或高分子的方法,热解或者原位生长制备出碳材料,声称是“石墨烯”。而根据本人经验,一些低石墨化程度的碳材料,如活性炭等,在拉曼、xrd和xps表征中呈现出与GO或者rGO高度相似的结果。因此,仅凭这些表征方式应该不能证明某材料是石墨烯材料。
直接观测法也有相似的问题,这些碳材料的形貌往往无规,只能在少部分区域看到薄片结构。TEM表征中的六元环结构在低石墨化材料中也可以看到,所以本人认为SEM中薄片+TEM蜂窝结构也不是石墨烯存在的实证。
那么问题来了,如何证明一个碳材料是不是石墨烯?证明一个材料不是石墨烯的方法有很多,但是当我们无法证明“A不是石墨烯”,我们是不是就可以心安理得地说“A是石墨烯”呢?
本人从事石墨烯研究五年,到了毕业关头却无法回答这一问题,惭愧惭愧。希望大家能发表一下看法!
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共29个回答
看厚度,如果厚度高于2nm,按照现有定义,那就绝对不是石墨烯...
那么问题来了,高度的表征与制样方法、采样数目、采样的随机性有很大关系,但是如果一个石墨烯材料不像氧化石墨烯或者cvd石墨烯一样单纯,而是由不同层数,不同形貌,甚至不同石墨化程度的石墨烯片组成,看高度来确定是不是石墨烯就变得非常困难。一个材料,拿给a去检测,看到了低于2nm高度的片,说:这是石墨烯;拿给b去检测,看到了高于2nm的片,说这个不是石墨烯,所以这东西叫什么?本人现在纠结的就是这个问题,不是定义问题
目前石墨烯领域处于科研和产业化的热点,难免有人会把带有部分石墨烯性质的材料往这方面靠来博取眼球/发表文章。石墨烯的定义很简单,一个是石墨化(大Pi键)一个是单层/寡层。但石墨烯材料就复杂一些了,包括氧化石墨烯、部分单层/寡层这样的物质。至于说部分文章、产品里标榜的石墨烯相关,可能就更远一些,比如刚刚碳化但是尚未完全石墨化的有机物前体,结构中必然含有少量单层的石墨六元环,宣传里为了好听说是石墨烯,业内人看看笑笑就行了,别太认真。

测AFM看是不是单层,测AC-HRTEM看碳原子是不是六角形蜂窝状。
很多时候热解出来的石墨烯不是规则的,怎么做AFM?超声破碎的话就不是原有形貌的哦、HRTEM看碳原子在一些碳材料里也能看到的啊,炭黑之类的也可以的。
小于十层的石墨可以成为石墨烯,这个应该没有疑问吧!其实热解碳材料得到的绝大多数应该是碳混合物,石墨也有,无定型也有,石墨烯也有。这个不知道楼主认不认可!
其他的就比较乱了!

axkd

不知道

说不清楚。大题可以分成两个领域,一个是真正合成石墨烯的,包括但不限于CVD,氧化还原,等。做的石墨烯是二位结构居多,且层数较薄,其他种类的碳含量较少。我认为这算石墨烯。 另外是复合材料,原位转化或者碳化 ...
基本同意!目前石墨烯产业化如火如荼,很多人都说自己是石墨烯,但总以拉曼、xrd、xps和sem这些手段来证明,连真正从事石墨烯研究的人都难以反驳,更何况是民众呢?
测AFM看是不是单层,测AC-HRTEM看碳原子是不是六角形蜂窝状。
最简单的方法就是上AFM,
“含石墨烯结构材料”太笼统,很多碳材料都是,石墨也是,这样一来这个定义就没意义了;将石墨烯材料定义为高度结晶的单层石墨片也不太对,这样就直接把氧化石墨烯去掉了。真矛盾
小于十层的石墨可以成为石墨烯,这个应该没有疑问吧!其实热解碳材料得到的绝大多数应该是碳混合物,石墨也有,无定型也有,石墨烯也有。这个不知道楼主认不认可!
其他的就比较乱了!
...
国际标准是三层一下叫石墨烯
国际标准是三层一下叫石墨烯...
三到十层被称为少层石墨烯,再往上就叫石墨了

忘了说了,单sem和tem不能确定石墨烯,就算是拉曼,看到DG两个峰,也是大多数碳化高分子能得到的。真的很难区分啊

我也有同样的疑问,主要是看到别人做拉曼,提了一下DG峰比值比较高,有个D2峰,就说自己所的是石墨烯。我不知道怎么去判断……
小于十层的石墨可以成为石墨烯,这个应该没有疑问吧!其实热解碳材料得到的绝大多数应该是碳混合物,石墨也有,无定型也有,石墨烯也有。这个不知道楼主认不认可!
其他的就比较乱了!
...
你说的没毛病,但是这种材料直接称之为石墨烯是不是不太妥当?而且有一部分是AM,AEM
很多时候热解出来的石墨烯不是规则的,怎么做AFM?超声破碎的话就不是原有形貌的哦、HRTEM看碳原子在一些碳材料里也能看到的啊,炭黑之类的也可以的。...
看厚度,如果厚度高于2nm,按照现有定义,那就绝对不是石墨烯
三到十层被称为少层石墨烯,再往上就叫石墨了
...
现在国际标准定义的石墨烯就是三层以下。。
bjsc

忘了在哪里看到过这样一种说法,就是把“石墨烯”认为是一类物质的统称,都叫石墨烯材料,只有一层的就叫单层石墨烯,两层的叫双层,三层以上的叫多层石墨烯,等等。
AM系列太乱了
...
说不清楚。大题可以分成两个领域,一个是真正合成石墨烯的,包括但不限于CVD,氧化还原,等。做的石墨烯是二位结构居多,且层数较薄,其他种类的碳含量较少。我认为这算石墨烯。 另外是复合材料,原位转化或者碳化,虽然也有很多石墨烯成分,也是层状结构,但是各种碳都有,个人认为不能简单地成其为石墨烯!

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