Grafeenin tuotantomenetelmä

1, mekaaninen kuorintamenetelmä
Mekaaninen strippausmenetelmä on menetelmä grafeenin ohutkerrosmateriaalien saamiseksi käyttämällä esineiden ja grafeenin välistä kitkaa ja suhteellista liikettä. Menetelmää on helppo käyttää, ja saatu grafeeni pitää yleensä täydellisen kiteisen rakenteen. Vuonna 2004 kaksi brittiläistä tutkijaa käytti läpinäkyvää teippiä irrottaakseen luonnollisen grafiitin kerrokselta grafeenin saamiseksi, joka luokiteltiin myös mekaaniseksi strippausmenetelmäksi. Tämän menetelmän katsottiin kerran olevan tehoton eikä kykenevä massatuotantoon.
Viime vuosina teollisuus on tehnyt paljon tutkimus- ja kehitysinnovaatioita grafeenin tuotantomenetelmissä. Tällä hetkellä useat yritykset Xiamenissa, Guangdongissa ja muissa provinsseissa ja kaupungeissa ovat voittaneet halvan kustannustehokkaan laajamittaisen grafeenin valmistuksen pullonkaulan käyttämällä mekaanista strippausmenetelmää teollisesti grafeenin tuottamiseksi alhaisin kustannuksin ja korkealaatuisina.

2. Redox-menetelmä
Hapetuksen pelkistysmenetelmä on hapettaa luonnollinen grafiitti käyttämällä kemiallisia reagensseja, kuten rikkihappo ja typpihappo, ja hapettimia, kuten kaliumpermanganaatti ja vetyperoksidi, lisätä grafiittikerrosten välistä etäisyyttä ja lisätä oksideja grafiittikerrosten väliin grafiittioksidin valmistamiseksi. Sitten reagenssi pestään vedellä ja pesty kiinteä aine kuivataan alhaisessa lämpötilassa grafiittioksidijauheen valmistamiseksi. Grafeenioksidi valmistettiin kuorimalla grafiittioksidijauhetta fysikaalisesti kuorimalla ja paisuttamalla korkeassa lämpötilassa. Lopuksi grafeenioksidi pelkistettiin kemiallisella menetelmällä grafeenin (RGO) saamiseksi. Tätä menetelmää on helppo käyttää, sillä on korkea saanto, mutta heikko tuotteen laatu [13]. Hapetuksen vähentämismenetelmässä käytetään vahvoja happoja, kuten rikkihappoa ja typpihappoa, jotka ovat vaarallisia ja vaativat puhdistamiseen paljon vettä, mikä tuo suurta ympäristön pilaantumista.

Redox-menetelmällä valmistettu grafeeni sisältää runsaasti happea sisältäviä funktionaalisia ryhmiä ja sitä on helppo muokata. Grafeenioksidia pelkistettäessä on kuitenkin vaikea hallita grafeenin happipitoisuutta pelkistyksen jälkeen, ja grafeenioksidia pienenee jatkuvasti auringon, kuljetuksen korkean lämpötilan ja muiden ulkoisten tekijöiden vaikutuksesta, joten grafeenituotteiden laatu Redox-menetelmällä tuotettu tuotanto on usein epäjohdonmukainen erästä toiseen, mikä vaikeuttaa laadun hallintaa.
Tällä hetkellä monet ihmiset sekoittavat grafiittioksidin, grafeenioksidin ja pelkistetyn grafeenioksidin käsitteet. Grafiittioksidi on ruskea ja on grafiitin ja oksidin polymeeri. Grafeenioksidi on tuote, joka saadaan kuorimalla grafiittioksidi yhdeksi kerrokseksi, kaksikerroksiseksi tai oligokerrokseksi, ja se sisältää suuren määrän happea sisältäviä ryhmiä, joten grafeenioksidi ei ole johtavaa ja sillä on aktiivisia ominaisuuksia, jotka vähentävät jatkuvasti ja vapauttaa kaasuja, kuten rikkidioksidia käytön aikana, erityisesti korkeassa lämpötilassa tapahtuvan materiaalinkäsittelyn aikana. Grafeenioksidin pelkistyksen jälkeistä tuotetta voidaan kutsua grafeeniksi (pelkistetty grafeenioksidi).

3. (piikarbidi) SiC-epitaksiaalinen menetelmä
SiC-epitaksiaalinen menetelmä on piiatomien sublimointi pois materiaaleista ja rekonstruoida jäljellä olevat C-atomit itsekokoonpanolla erittäin korkeassa tyhjiössä ja korkeassa lämpötilassa, jolloin saadaan grafiineja SiC-substraattiin perustuen. Tällä menetelmällä voidaan saada korkealaatuista grafeenia, mutta tämä menetelmä vaatii korkeampia laitteita.


Lähetysaika: 25.01