Spôsob výroby grafénu

1, metóda mechanického odizolovania
Metóda mechanického odstraňovania je metóda na získanie grafénových tenkovrstvových materiálov pomocou trenia a relatívneho pohybu medzi objektmi a grafénom. Spôsob je jednoduchý na obsluhu a získaný grafén si zvyčajne zachováva úplnú kryštálovú štruktúru. V roku 2004 dvaja britskí vedci použili priehľadnú pásku na odlúpnutie prírodného grafitu vrstvu po vrstve, aby získali grafén, ktorý bol tiež klasifikovaný ako mechanická metóda odstraňovania. Táto metóda bola kedysi považovaná za neefektívnu a neschopnú masovej výroby.
V posledných rokoch priemysel urobil veľa výskumných a vývojových inovácií v oblasti výrobných metód grafénu. V súčasnosti niekoľko spoločností v Xiamen, Guangdong a ďalších provinciách a mestách prekonalo problémové miesto vo výrobe nízkonákladovej prípravy grafénu vo veľkom meradle pomocou metódy mechanického odstraňovania na priemyselnú výrobu grafénu s nízkymi nákladmi a vysokou kvalitou.

2. Redoxná metóda
Oxidačne-redukčná metóda spočíva v oxidácii prírodného grafitu pomocou chemických činidiel, ako je kyselina sírová a kyselina dusičná, a oxidantov, ako je manganistan draselný a peroxid vodíka, zväčšenie rozostupov medzi grafitovými vrstvami a vloženie oxidov medzi grafitové vrstvy na prípravu GraphiteOxide. Potom sa reaktant premyje vodou a premytá pevná látka sa suší pri nízkej teplote, čím sa pripraví práškový oxid grafitu. Oxid grafénu bol pripravený lúpaním prášku oxidu grafitu fyzikálnym lúpaním a expanziou pri vysokej teplote. Nakoniec sa oxid grafénu redukoval chemickou metódou, aby sa získal grafén (RGO). Táto metóda je jednoduchá na obsluhu, s vysokým výťažkom, ale nízkou kvalitou produktu [13]. Oxidačno-redukčná metóda využíva silné kyseliny, ako je kyselina sírová a kyselina dusičná, čo je nebezpečné a vyžaduje veľa vody na čistenie, čo prináša veľké znečistenie životného prostredia.

Grafén pripravený redoxnou metódou obsahuje funkčné skupiny bohaté na kyslík a je ľahko modifikovateľný. Pri znižovaní oxidu grafénu je však ťažké kontrolovať obsah kyslíka v graféne po redukcii a oxid grafénu sa bude neustále znižovať pod vplyvom slnka, vysokej teploty vo vozíku a iných vonkajších faktorov, takže kvalita grafénových produktov vyrobený redoxnou metódou je často nekonzistentný od šarže k šarži, čo sťažuje kontrolu kvality.
V súčasnosti si veľa ľudí mýli pojmy oxid grafitu, oxid grafénu a redukovaný oxid grafénu. Oxid grafitu je hnedý a je polymérom grafitu a oxidu. Oxid grafénu je produkt získaný odlupovaním oxidu grafitu na jednu vrstvu, dvojitú vrstvu alebo oligo vrstvu a obsahuje veľké množstvo skupín obsahujúcich kyslík, takže oxid grafénu je nevodivý a má aktívne vlastnosti, ktoré budú neustále znižovať a uvoľňovanie plynov, ako je oxid siričitý, počas používania, najmä počas spracovania materiálu pri vysokej teplote. Produkt po redukcii oxidu grafénu možno nazvať grafén (redukovaný oxid grafénu).

3. (karbid kremíka) SiC epitaxná metóda
Epitaxná metóda SiC spočíva v sublimácii atómov kremíka od materiálov a rekonštrukcii zostávajúcich atómov C samo-zostavením v prostredí s ultravysokým vákuom a vysokou teplotou, čím sa získa grafén založený na substráte SiC. Touto metódou je možné získať vysokokvalitný grafén, ale táto metóda vyžaduje vyššie vybavenie.