Μέθοδος Παραγωγής Γραφενίου

1, μέθοδος μηχανικής απογύμνωσης
Η μέθοδος μηχανικής απογύμνωσης είναι μια μέθοδος λήψης υλικών λεπτής στρώσης γραφενίου χρησιμοποιώντας την τριβή και τη σχετική κίνηση μεταξύ αντικειμένων και γραφενίου. Η μέθοδος είναι απλή στη λειτουργία και το λαμβανόμενο γραφένιο διατηρεί συνήθως μια πλήρη κρυσταλλική δομή. Το 2004, δύο Βρετανοί επιστήμονες χρησιμοποίησαν διαφανή ταινία για να ξεφλουδίσουν το φυσικό γραφίτη στρώμα προς στρώμα για να λάβουν γραφένιο, το οποίο επίσης ταξινομήθηκε ως μέθοδος μηχανικής απογύμνωσης. Αυτή η μέθοδος θεωρήθηκε κάποτε ως αναποτελεσματική και ανίκανη για μαζική παραγωγή.
Τα τελευταία χρόνια, η βιομηχανία έχει κάνει πολλές καινοτομίες έρευνας και ανάπτυξης στις μεθόδους παραγωγής γραφενίου. Επί του παρόντος, αρκετές εταιρείες στο Xiamen, το Guangdong και άλλες επαρχίες και πόλεις έχουν ξεπεράσει το σημείο συμφόρησης της παραγωγής γραφενίου σε μεγάλη κλίμακα χαμηλού κόστους, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο μηχανικής απογύμνωσης για να παράγουν βιομηχανικά γραφένιο με χαμηλό κόστος και υψηλή ποιότητα.

2. Μέθοδος οξειδοαναγωγής
Η μέθοδος οξείδωσης-αναγωγής είναι η οξείδωση του φυσικού γραφίτη χρησιμοποιώντας χημικά αντιδραστήρια όπως θειικό οξύ και νιτρικό οξύ και οξειδωτικά όπως υπερμαγγανικό κάλιο και υπεροξείδιο του υδρογόνου, η αύξηση της απόστασης μεταξύ των στρωμάτων γραφίτη και η εισαγωγή οξειδίων μεταξύ των στρωμάτων γραφίτη για την παρασκευή GraphiteOxide. Στη συνέχεια, το αντιδρόν πλένεται με νερό και το πλυμένο στερεό ξηραίνεται σε χαμηλή θερμοκρασία για να παρασκευαστεί σκόνη οξειδίου του γραφίτη. Το οξείδιο του γραφενίου παρασκευάστηκε με αποφλοίωση σκόνης οξειδίου του γραφίτη με φυσική απολέπιση και διαστολή σε υψηλή θερμοκρασία. Τέλος, το οξείδιο του γραφενίου ανάγεται με χημική μέθοδο για να ληφθεί γραφένιο (RGO). Αυτή η μέθοδος είναι απλή στη λειτουργία, με υψηλή απόδοση, αλλά χαμηλή ποιότητα προϊόντος [13]. Η μέθοδος οξείδωσης-αναγωγής χρησιμοποιεί ισχυρά οξέα όπως το θειικό οξύ και το νιτρικό οξύ, το οποίο είναι επικίνδυνο και απαιτεί πολύ νερό για τον καθαρισμό, γεγονός που επιφέρει μεγάλη ρύπανση του περιβάλλοντος.

Το γραφένιο που παρασκευάζεται με τη μέθοδο οξειδοαναγωγής περιέχει πλούσιες λειτουργικές ομάδες που περιέχουν οξυγόνο και είναι εύκολο να τροποποιηθεί. Ωστόσο, κατά τη μείωση του οξειδίου του γραφενίου, είναι δύσκολο να ελεγχθεί η περιεκτικότητα του γραφενίου σε οξυγόνο μετά τη μείωση και το οξείδιο του γραφενίου θα μειώνεται συνεχώς υπό την επίδραση του ήλιου, της υψηλής θερμοκρασίας στο φορείο και άλλων εξωτερικών παραγόντων, επομένως η ποιότητα των προϊόντων γραφενίου που παράγεται με τη μέθοδο οξειδοαναγωγής είναι συχνά ασυνεπής από παρτίδα σε παρτίδα, γεγονός που καθιστά δύσκολο τον έλεγχο της ποιότητας.
Επί του παρόντος, πολλοί άνθρωποι συγχέουν τις έννοιες του οξειδίου του γραφίτη, του οξειδίου του γραφενίου και του ανηγμένου οξειδίου του γραφενίου. Το οξείδιο του γραφίτη είναι καφέ και είναι ένα πολυμερές γραφίτη και οξειδίου. Το οξείδιο του γραφενίου είναι ένα προϊόν που λαμβάνεται με το ξεφλούδισμα του οξειδίου του γραφίτη σε ένα μόνο στρώμα, ένα διπλό στρώμα ή ένα στρώμα ολίγο και περιέχει μεγάλο αριθμό ομάδων που περιέχουν οξυγόνο, επομένως το οξείδιο του γραφενίου είναι μη αγώγιμο και έχει ενεργές ιδιότητες, οι οποίες μειώνουν συνεχώς και απελευθερώνουν αέρια όπως το διοξείδιο του θείου κατά τη χρήση, ειδικά κατά την επεξεργασία υλικού σε υψηλή θερμοκρασία. Το προϊόν μετά την αναγωγή του οξειδίου του γραφενίου μπορεί να ονομαστεί γραφένιο (ανηγμένο οξείδιο του γραφενίου).

3. (καρβίδιο του πυριτίου) Επιταξιακή μέθοδος SiC
Η επιταξιακή μέθοδος SiC είναι η εξάχνωση των ατόμων πυριτίου μακριά από υλικά και η ανακατασκευή των υπόλοιπων ατόμων C με αυτοσυναρμολόγηση σε περιβάλλον εξαιρετικά υψηλού κενού και υψηλής θερμοκρασίας, λαμβάνοντας έτσι γραφένιο με βάση το υπόστρωμα SiC. Με αυτή τη μέθοδο μπορεί να ληφθεί γραφένιο υψηλής ποιότητας, αλλά αυτή η μέθοδος απαιτεί υψηλότερο εξοπλισμό.