Μέθοδος παραγωγής γραφενίου

1, μηχανική μέθοδος απογύμνωσης
Η μέθοδος μηχανικής απογύμνωσης είναι μια μέθοδος για την παραγωγή υλικών λεπτής στιβάδας γραφενίου χρησιμοποιώντας την τριβή και τη σχετική κίνηση μεταξύ αντικειμένων και γραφενίου. Η μέθοδος είναι απλή στη χρήση και το ληφθέν γραφένιο διατηρεί συνήθως μια πλήρη κρυσταλλική δομή. Το 2004, δύο Βρετανοί επιστήμονες χρησιμοποίησαν διαφανή ταινία για να ξεφλουδίσουν το στρώμα του φυσικού γραφίτη για να αποκτήσουν γραφένιο, το οποίο επίσης ταξινομήθηκε ως μηχανική μέθοδο απογύμνωσης. Αυτή η μέθοδος θεωρήθηκε κάποτε αναποτελεσματική και ανίκανη στη μαζική παραγωγή.
Τα τελευταία χρόνια, η βιομηχανία έχει κάνει πολλές καινοτομίες έρευνας και ανάπτυξης στις μεθόδους παραγωγής του γραφενίου. Προς το παρόν, αρκετές εταιρείες στο Xiamen, το Guangdong και άλλες επαρχίες και πόλεις έχουν ξεπεράσει τη συμφόρηση παραγωγής χαμηλού κόστους μεγάλης κλίμακας προετοιμασίας γραφενίου, χρησιμοποιώντας μηχανική μέθοδο απογύμνωσης για τη βιομηχανική παραγωγή γραφενίου με χαμηλό κόστος και υψηλή ποιότητα.

2. Μέθοδος Redox
Η μέθοδος μείωσης οξείδωσης είναι η οξείδωση του φυσικού γραφίτη με τη χρήση χημικών αντιδραστηρίων όπως θειικό οξύ και νιτρικό οξύ και οξειδωτικά όπως υπερμαγγανικό κάλιο και υπεροξείδιο του υδρογόνου, αύξηση της απόστασης μεταξύ των στιβάδων γραφίτη και εισαγωγή οξειδίων μεταξύ των στρωμάτων γραφίτη για την παρασκευή του GraphiteOxide. Στη συνέχεια, το αντιδραστήριο πλένεται με νερό και το πλυμένο στερεό ξηραίνεται σε χαμηλή θερμοκρασία για την παρασκευή σκόνης οξειδίου γραφίτη. Το οξείδιο γραφενίου παρασκευάστηκε με απολέπιση σκόνης οξειδίου γραφίτη με φυσική απολέπιση και διαστολή σε υψηλή θερμοκρασία. Τέλος, το οξείδιο του γραφενίου μειώθηκε με χημική μέθοδο για να ληφθεί το γραφένιο (RGO). Αυτή η μέθοδος είναι απλή στη χρήση, με υψηλή απόδοση, αλλά χαμηλή ποιότητα προϊόντος [13]. Η μέθοδος μείωσης οξείδωσης χρησιμοποιεί ισχυρά οξέα όπως θειικό οξύ και νιτρικό οξύ, το οποίο είναι επικίνδυνο και απαιτεί πολύ νερό για τον καθαρισμό, το οποίο προκαλεί μεγάλη περιβαλλοντική ρύπανση.

Το Graphene που παρασκευάζεται με τη μέθοδο redox περιέχει πλούσιες σε οξυγόνο λειτουργικές ομάδες και είναι εύκολο να τροποποιηθεί. Ωστόσο, όταν μειώνεται το οξείδιο 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 φορέα και άλλων εξωτερικών παραγόντων, έτσι η ποιότητα των προϊόντων γραφενίου παράγεται με τη μέθοδο redox είναι συχνά ασυνεπής από παρτίδα σε παρτίδα, γεγονός που καθιστά δύσκολο τον έλεγχο της ποιότητας.
Προς το παρόν, πολλοί άνθρωποι συγχέουν τις έννοιες του οξειδίου του γραφίτη, του οξειδίου του γραφενίου και του οξειδίου του γραφενίου. Το οξείδιο του γραφίτη είναι καφέ και είναι ένα πολυμερές γραφίτη και οξείδιο. 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 δεν είναι αγώγιμο και έχει δραστικές ιδιότητες, οι οποίες μειώνουν συνεχώς και απελευθερώνει αέρια όπως το διοξείδιο του θείου κατά τη χρήση, ειδικά κατά την επεξεργασία υλικών υψηλής θερμοκρασίας. Το προϊόν μετά τη μείωση του οξειδίου του γραφενίου μπορεί να ονομαστεί γραφένιο (μειωμένο οξείδιο του γραφενίου).

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


Ώρα μετά: 25 Ιανουαρίου-2021