Grafeenin valmistusmenetelmä

1, mekaaninen kuorintamenetelmä
Mekaaninen kuorintamenetelmä on menetelmä grafeeniohutkerrosmateriaalien saamiseksi käyttämällä esineiden ja grafeenin välistä kitkaa ja suhteellista liikettä.Menetelmä on yksinkertainen käyttää, ja saatu grafeeni säilyttää yleensä täydellisen kiderakenteen.Vuonna 2004 kaksi brittiläistä tutkijaa käytti läpinäkyvää teippiä kuorimaan luonnollista grafiittia kerros kerrokselta saadakseen grafeenia, joka luokiteltiin myös mekaaniseksi irrotusmenetelmäksi.Tätä menetelmää pidettiin kerran tehottomana ja massatuotantoon mahdotonta.
Viime vuosina teollisuus on tehnyt paljon tutkimus- ja kehitysinnovaatioita grafeenin tuotantomenetelmissä.Tällä hetkellä useat yritykset Xiamenissa, Guangdongin ja muissa maakunnissa ja kaupungeissa ovat voineet tuotannon pullonkaulan edulliseen laajamittaiseen grafeenin valmistukseen käyttämällä mekaanista poistomenetelmää grafeenin teolliseen tuotantoon alhaisella hinnalla ja laadulla.

2. Redox-menetelmä
Hapetus-pelkistysmenetelmä on hapettaa luonnongrafiittia käyttämällä kemiallisia reagensseja, kuten rikkihappoa ja typpihappoa, ja hapettimia, kuten kaliumpermanganaattia ja vetyperoksidia, lisätä grafiittikerrosten välistä etäisyyttä ja lisätä oksideja grafiittikerrosten väliin grafiittioksidin valmistamiseksi.Sitten reagoiva aine pestään vedellä ja pesty kiinteä aine kuivataan alhaisessa lämpötilassa grafiittioksidijauheen valmistamiseksi.Grafeenioksidi valmistettiin kuorimalla grafiittioksidijauhetta fysikaalisella kuorimalla ja korkeassa lämpötilassa paisuttamalla.Lopuksi grafeenioksidi pelkistettiin kemiallisella menetelmällä grafeenin (RGO) saamiseksi.Tämä menetelmä on yksinkertainen käyttää, ja sen saanto on korkea, mutta tuotteen laatu on heikko [13].Hapetus-pelkistysmenetelmässä käytetään vahvoja happoja, kuten rikkihappoa ja typpihappoa, mikä on vaarallista ja vaatii paljon vettä puhdistukseen, mikä saastuttaa suurta ympäristöä.

Redox-menetelmällä valmistettu grafeeni sisältää runsaasti happea sisältäviä funktionaalisia ryhmiä ja on helppo muokata.Grafeenioksidia pelkistettäessä on kuitenkin vaikea hallita grafeenin happipitoisuutta pelkistyksen jälkeen, ja grafeenioksidi vähenee jatkuvasti auringon, vaunun korkean lämpötilan ja muiden ulkoisten tekijöiden vaikutuksesta, joten grafeenituotteiden laatu Redox-menetelmällä valmistettu on usein epäjohdonmukaista erästä toiseen, mikä vaikeuttaa laadun valvontaa.
Tällä hetkellä monet ihmiset sekoittavat käsitteet grafiittioksidi, grafeenioksidi ja pelkistetty grafeenioksidi.Grafiittioksidi on ruskeaa ja on grafiitin ja oksidin polymeeri.Grafeenioksidi on tuote, joka saadaan kuorimalla grafiittioksidia yhdeksi kerrokseksi, kaksikerroksiseksi tai oligokerrokseksi ja joka sisältää suuren määrän happea sisältäviä ryhmiä, joten grafeenioksidi ei ole sähköä johtavia ja sillä on aktiivisia ominaisuuksia, jotka pelkistävät jatkuvasti ja vapauttaa kaasuja, kuten rikkidioksidia käytön aikana, erityisesti korkean lämpötilan materiaalinkäsittelyn aikana.Grafeenioksidin pelkistyksen jälkeen tuotetta voidaan kutsua grafeeniksi (pelkistetty grafeenioksidi).

3. (piikarbidi) piikarbidin epitaksiaalinen menetelmä
SiC epitaksiaalinen menetelmä on sublimoida piiatomit pois materiaaleista ja rekonstruoida jäljellä olevat C-atomit itsekokoamalla ultrakorkeassa tyhjiössä ja korkeassa lämpötilassa, jolloin saadaan SiC-substraattiin perustuvaa grafeenia.Tällä menetelmällä voidaan saada korkealaatuista grafeenia, mutta tämä menetelmä vaatii korkeamman laitteiston.


Postitusaika: 25.1.2021