石墨烯薄膜是一種由單層或多層碳原子以sp²雜化軌道組成的二維蜂窩狀晶格材料,厚度僅為一個原子級(約0.34納米),是目前已知最薄且強度最高的材料之一。其斷裂強度比鋼材高200倍,同時具備高彈性(拉伸幅度可達自身尺寸的20%),兼具優(yōu)異的導(dǎo)電性(電阻率約10??Ω·cm,低于銅或銀)、導(dǎo)熱性(熱導(dǎo)率高達5300 W/m·K,遠超金剛石和碳納米管)以及光學透明性(僅吸收2.3%的光),被譽為“新材料王”。
一、環(huán)境控制
溫度
室溫存儲:一般建議在室溫(20-25℃)下保存,避免高溫導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變化或性能退化。
低溫存儲(可選):若需長期保存或保持高穩(wěn)定性,可在低溫環(huán)境(如4℃冷藏)下存儲,但需避免結(jié)冰(尤其是水溶液保存時)。
極d低溫(特殊需求):部分研究提到液氮環(huán)境(-196℃)可進一步減緩化學反應(yīng),但需專業(yè)設(shè)備且非常規(guī)需求。
濕度
干燥環(huán)境:濕度需控制在較低水平(如低于10%或相對濕度不大于85%),避免水蒸氣導(dǎo)致石墨烯氧化或?qū)娱g剝離。
防潮設(shè)備:可使用防潮柜或干燥箱,并放置干燥劑(如硅膠)吸收殘余濕氣。
光照
避光保存:避免陽光直射或強光照射,以防紫外線破壞石墨烯的化學結(jié)構(gòu)或影響其光學性能。
暗室或遮光容器:使用不透明容器(如棕色玻璃瓶或鋁箔包裝)存放,并置于陰涼處。
氣氛
惰性氣體保護:若條件允許,可在氮氣或氬氣環(huán)境中存儲,減少氧氣接觸,防止氧化反應(yīng)。
真空封裝:使用真空袋或真空干燥器抽真空后密封,隔絕氧氣和濕氣。
二、包裝與防護
密封容器
氣密性包裝:選用密封性良好的容器(如玻璃瓶、金屬罐或塑料密封盒),減少空氣接觸。
多層包裝:內(nèi)層使用防潮、防氧材料(如鋁箔袋),外層加裝硬質(zhì)保護盒防止機械損傷。
專業(yè)包裝材料
真空封裝袋:適用于短期或運輸保存,可有效隔絕濕氣和氧氣。
高阻隔性薄膜:如聚四氟乙烯(PTFE)或聚偏二氯乙烯(PVDC)薄膜,提供額外防護。
襯底保護
固定襯底:若石墨烯薄膜附著在襯底(如單晶硅片、銅箔)上,需確保襯底平整且無雜質(zhì),避免薄膜脫落或破損。
避免摩擦:搬運時輕拿輕放,防止襯底與容器內(nèi)壁摩擦導(dǎo)致石墨烯層損傷。
三、操作規(guī)范
清潔環(huán)境
無塵室操作:包裝過程應(yīng)在潔凈度優(yōu)于萬級的無塵室內(nèi)進行,避免粉塵、油脂等污染石墨烯表面。
潔凈工具:使用無塵布、鑷子等工具操作,避免手部直接接觸。
標記與記錄
產(chǎn)品標志:包裝外部需標注產(chǎn)品名稱、規(guī)格、生產(chǎn)日期、存儲條件及保質(zhì)期等信息。
圖示標志:標明“易碎”“向上”“防潮”等警示字樣,防止誤操作。
堆放與搬運
整齊堆碼:包裝件應(yīng)堆放整齊,避免垮塌或擠壓導(dǎo)致變形。
輕裝輕卸:運輸時使用防震包裝,防止劇烈震動或跌落。
四、安全措施
防火防爆
遠離熱源:存儲場所應(yīng)配備滅火器材,避免高溫或明火引發(fā)危險。
隔離氧化劑:不得與強氧化劑、腐蝕性物品混存,防止化學反應(yīng)。
個人防護
操作防護:佩戴無塵手套、口罩和護目鏡,防止石墨烯粉塵吸入或接觸皮膚。
應(yīng)急處理:若發(fā)生泄漏或接觸,立即用清水沖洗并就醫(yī)。
五、特殊場景保存
水溶液保存(短期)
去離子水浸泡:部分研究提到,若需防止石墨烯膜干燥碎裂,可短期浸泡在去離子水或丙三醇水溶液中,但需定期更換溶液并避免污染。
風干后保存:若需長期保存,需將薄膜從溶液中撈出,自然風干或烘干后按常規(guī)方法存儲。
運輸要求
平穩(wěn)行進:運輸過程中保持車輛平穩(wěn),避免顛簸導(dǎo)致薄膜破損。
遮蓋防雨:配備遮蓋物防止雨淋和受潮。
