高压放大器在石墨烯电化学制备中的应用
实验名称：高压放大器在石墨烯电化学制备中的应用
研究方向：石墨烯
测试设备：ata-2021h功率放大器、石墨烯电化学制备仪器、信号发生器
图：石墨烯电化学反应装置
实验内容：石墨烯电化学方法在离子液体（ionicliquid，il）和水的混合液中电解石墨，最后得到了因为il功能化而分散性更好的石墨烯。一般情况下，用电解法制备石墨烯，主要分为阳极氧化法和阴极还原法。
阳极氧化剥离制备石墨烯就是将石墨作为阳极，电源在工作时，电解质中的阴离子向阳极移动，进而进入阳极石墨导致石墨被插层而体积膨胀，当阳极石墨的体积增加到一定程度时，就会由于层间范德华作用力的减小而最终从块体上脱落下来，形成层状具有一定含氧官能团的石墨烯或氧化石墨烯（包括单层和2~10层的少层氧化石墨烯）。在电解过程中阳极的水，部分分解生成氧气，氧气也进入石墨层间中，二者共同作用导致石墨体积剧烈膨胀最终从表面脱落。
实验过程：
采用石墨片做阳极，pt做阴极，硫酸钾和氢氧化钾作为电解液的石墨阳极氧化剥离法。
实验材料：100ml去离子水；2.4g98%h2so4；4.7g30%koh。
具体实验步骤：
（1）配置溶液。清洗电极和玻璃容器，首先称取4.7gkoh固体，配置质量分数30%的溶液，经过计算取11ml水，将koh固体倒入水中并搅拌溶解。之后，称取2.4g98%h2so4溶液，和koh溶液一起倒入100ml去离子水中，溶液配置完成；
（2）电源配置。用铜导线一端连接阴、阳极电极材料。然后把电极放入上述配置的溶液中，铜导线的另一端分别与直流稳压电源的正、负极连接。在信号发生器中设置峰值1.6v的方波，将信号发生器与功放连接起来，放大倍数大约为×16，即可得到±15v的方波，并控制温度为25℃，接通电源；
（3）装置连接。将功放信号与电极连接，两个电极分别为石墨片和pt。
（4）清洗石墨烯溶液。电化学还原反应的时间为10min，等待石墨剥离后，通过离心的方式对生成的石墨烯溶液进行清洗（溶液呈强碱性），利用去离子水不断清洗。
实验结果：
图：石墨烯分散液表征图
石墨烯分散液的表征需要通过电子显微镜来进行，上图为石墨烯分散液在不同比例尺下的tem表征图，该图能够看出电化学剥离出的石墨烯纳米结构特征。在图（b）中选取衍射边界区域，经过放大在图（c）中我们可以看出石墨烯的层数在6-8层，所以这个石墨烯样品为少数层石墨烯（少于10层），图（d）为高分辨图可以看出六边形晶格结构，呈现蜂窝状，证明用这种方法制备的石墨烯材料结构性能非常好。
高压放大器在该实验中的作用：放大电压信号
实验中用到的ata-2021h功率放大器的参数指标：
图：ata-2021h功率放大器的参数指标
本文实验素材由西安安泰电子整理发布，西安安泰电子科技有限公司（aigtek）是国内专业从事测量仪器研发、生产和销售的高科技企业。公司致力于功率放大器、计量校准产品、线束测试仪等产品为核心的相关行业测试解决方案的研究，为用户提供具有竞争力的测试方案，aigtek已经成为在业界拥有广泛产品线，且具有相当规模的仪器设备供应商，样机都支持免费试用。如想了解更多实验方案，请持续关注安泰电子官网。
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阳极氧化剥离制备石墨烯就是将石墨作为阳极，电源在工作时，电解质中的阴离子向阳极移动，进而进入阳极石墨导致石墨被插层而体积膨胀，当阳极石墨的体积增加到一定程度时，就会由于层间范德华作用力的减小而最终从块体上脱落下来，形成层状具有一定含氧官能团的石墨烯或氧化石墨烯（包括单层和2~10层的少层氧化石墨烯）。在电解过程中阳极的水，部分分解生成氧气，氧气也进入石墨层间中，二者共同作用导致石墨体积剧烈膨胀最终从表面脱落。
实验过程：
采用石墨片做阳极，pt做阴极，硫酸钾和氢氧化钾作为电解液的石墨阳极氧化剥离法。
实验材料：100ml去离子水；2.4g98%h2so4；4.7g30%koh。
具体实验步骤：
（1）配置溶液。清洗电极和玻璃容器，首先称取4.7gkoh固体，配置质量分数30%的溶液，经过计算取11ml水，将koh固体倒入水中并搅拌溶解。之后，称取2.4g98%h2so4溶液，和koh溶液一起倒入100ml去离子水中，溶液配置完成；
（2）电源配置。用铜导线一端连接阴、阳极电极材料。然后把电极放入上述配置的溶液中，铜导线的另一端分别与直流稳压电源的正、负极连接。在信号发生器中设置峰值1.6v的方波，将信号发生器与功放连接起来，放大倍数大约为×16，即可得到±15v的方波，并控制温度为25℃，接通电源；
（3）装置连接。将功放信号与电极连接，两个电极分别为石墨片和pt。
（4）清洗石墨烯溶液。电化学还原反应的时间为10min，等待石墨剥离后，通过离心的方式对生成的石墨烯溶液进行清洗（溶液呈强碱性），利用去离子水不断清洗。
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图：石墨烯分散液表征图
石墨烯分散液的表征需要通过电子显微镜来进行，上图为石墨烯分散液在不同比例尺下的tem表征图，该图能够看出电化学剥离出的石墨烯纳米结构特征。在图（b）中选取衍射边界区域，经过放大在图（c）中我们可以看出石墨烯的层数在6-8层，所以这个石墨烯样品为少数层石墨烯（少于10层），图（d）为高分辨图可以看出六边形晶格结构，呈现蜂窝状，证明用这种方法制备的石墨烯材料结构性能非常好。
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本文实验素材由西安安泰电子整理发布，西安安泰电子科技有限公司（aigtek）是国内专业从事测量仪器研发、生产和销售的高科技企业。公司致力于功率放大器、计量校准产品、线束测试仪等产品为核心的相关行业测试解决方案的研究，为用户提供具有竞争力的测试方案，aigtek已经成为在业界拥有广泛产品线，且具有相当规模的仪器设备供应商，样机都支持免费试用。如想了解更多实验方案，请持续关注安泰电子官网。
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