Metoda produkcji grafenu

1, mechaniczna metoda zdejmowania izolacji
Metoda mechanicznego zdzierania to metoda otrzymywania cienkowarstwowych materiałów grafenowych za pomocą tarcia i ruchu względnego między obiektami a grafenem. Metoda jest prosta w obsłudze, a otrzymany grafen zazwyczaj zachowuje pełną strukturę kryształu. W 2004 r. Dwóch brytyjskich naukowców użyło przezroczystej taśmy do odrywania warstwy po warstwie naturalnego grafitu w celu uzyskania grafenu, który również został sklasyfikowany jako metoda mechanicznego usuwania. Ta metoda była kiedyś uważana za nieefektywną i niezdolną do masowej produkcji.
W ostatnich latach branża dokonała wielu innowacji badawczo-rozwojowych w zakresie metod produkcji grafenu. Obecnie kilka firm w Xiamen, Guangdong i innych prowincjach i miastach przezwyciężyło wąskie gardło produkcyjne związane z niedrogim wytwarzaniem grafenu na dużą skalę, wykorzystując mechaniczną metodę strippingu do przemysłowej produkcji grafenu o niskim koszcie i wysokiej jakości.

2. Metoda redoks
Metoda utleniania-redukcji polega na utlenieniu naturalnego grafitu za pomocą odczynników chemicznych, takich jak kwas siarkowy i kwas azotowy oraz utleniaczy, takich jak nadmanganian potasu i nadtlenek wodoru, zwiększenie odstępów między warstwami grafitu i umieszczenie tlenków między warstwami grafitu w celu przygotowania GraphiteOxide. Następnie reagent przemywa się wodą, a przemytą substancję stałą suszy się w niskiej temperaturze w celu przygotowania proszku tlenku grafitu. Tlenek grafenu został przygotowany przez złuszczanie proszku tlenku grafitu poprzez fizyczne złuszczanie i rozszerzanie w wysokiej temperaturze. Ostatecznie tlenek grafenu został zredukowany metodą chemiczną w celu uzyskania grafenu (RGO). Ta metoda jest prosta w obsłudze, zapewnia wysoką wydajność, ale niską jakość produktu [13]. Metoda oksydacyjno-redukcyjna wykorzystuje mocne kwasy, takie jak kwas siarkowy i azotowy, co jest niebezpieczne i wymaga dużej ilości wody do czyszczenia, co powoduje duże zanieczyszczenie środowiska.

Grafen przygotowany metodą redoks zawiera bogate w tlen grupy funkcyjne i jest łatwy w modyfikacji. Jednak przy redukcji tlenku grafenu trudno jest kontrolować zawartość tlenu w grafenie po redukcji, a tlenek grafenu będzie stale redukowany pod wpływem słońca, wysokiej temperatury w wagonie i innych czynników zewnętrznych, a więc jakość produktów grafenowych produkowany metodą redoks jest często niespójny w poszczególnych partiach, co utrudnia kontrolę jakości.
Obecnie wiele osób myli pojęcia tlenku grafitu, tlenku grafenu i zredukowanego tlenku grafenu. Tlenek grafitu jest brązowy i jest polimerem grafitu i tlenku. Tlenek grafenu to produkt otrzymywany przez złuszczanie tlenku grafitu do pojedynczej warstwy, podwójnej warstwy lub warstwy oligo i zawiera dużą liczbę grup zawierających tlen, dzięki czemu tlenek grafenu nie przewodzi i posiada właściwości aktywne, które będą stale zmniejszać i uwalniają gazy, takie jak dwutlenek siarki podczas użytkowania, zwłaszcza podczas przetwarzania materiałów w wysokiej temperaturze. Produkt po redukcji tlenku grafenu można nazwać grafenem (zredukowany tlenek grafenu).

3. Metoda epitaksjalna SiC (węglik krzemu)
Metoda epitaksjalna SiC polega na sublimacji atomów krzemu z dala od materiałów i odtworzeniu pozostałych atomów C poprzez samoorganizację w środowisku ultra-wysokiej próżni i wysokiej temperatury, uzyskując w ten sposób grafen na bazie podłoża SiC. Tą metodą można uzyskać wysokiej jakości grafen, ale ta metoda wymaga wyższego sprzętu.