Metóda výroby grafénu

1, metóda mechanického odizolovania
Metóda mechanického stripovania je metóda na získanie grafénových tenkovrstvových materiálov pomocou trenia a relatívneho pohybu medzi objektmi a grafénom. Metóda je ľahko ovládateľná a získaný grafén si zvyčajne zachováva úplnú kryštalickú štruktúru. V roku 2004 dvaja britskí vedci pomocou priehľadnej pásky odlupovali vrstvu po vrstve prírodný grafit a získali tak grafén, ktorý sa tiež klasifikoval ako metóda mechanického odizolovania. Táto metóda sa kedysi považovala za neefektívnu a neschopnú masovej výroby.
V posledných rokoch priemysel vykonal veľa inovácií v oblasti výskumu a vývoja v oblasti výrobných metód grafénu. V súčasnosti niekoľko spoločností v Sia-men, Guangdong a ďalších provinciách a mestách prekonalo prekážku výroby nízkonákladovej rozsiahlej prípravy grafénu pomocou mechanického stripovania na priemyselnú výrobu grafénu s nízkymi nákladmi a vysokou kvalitou.

2. Redoxná metóda
Oxidačno-redukčnou metódou je oxidácia prírodného grafitu pomocou chemických činidiel, ako je kyselina sírová a kyselina dusičná, a oxidantov, ako je manganistan draselný a peroxid vodíka, zväčšenie medzery medzi grafitovými vrstvami a vloženie oxidov medzi grafitové vrstvy na prípravu GraphiteOxidu. Potom sa reakčná zložka premyje vodou a premytá pevná látka sa vysuší pri nízkej teplote, aby sa pripravil prášok oxidu grafitu. Grafén oxid sa pripravil lúpaním prášku oxidu grafitu fyzikálnym lúpaním a expanziou pri vysokej teplote. Nakoniec sa oxid grafénu redukoval chemickou metódou, čím sa získal grafén (RGO). Táto metóda je jednoduchá na obsluhu, s vysokou výťažnosťou, ale nízkou kvalitou produktu [13]. Pri oxidačno-redukčnej metóde sa používajú silné kyseliny, ako je kyselina sírová a kyselina dusičná, ktoré sú nebezpečné a na čistenie vyžadujú veľa vody, čo prináša veľké znečistenie životného prostredia.

Grafén pripravený redoxnou metódou obsahuje bohaté funkčné skupiny obsahujúce kyslík a je ľahko modifikovateľný. Pri redukcii oxidu grafénu je však ťažké kontrolovať obsah kyslíka v graféne po redukcii a oxid grafénu sa bude neustále znižovať vplyvom slnka, vysokej teploty v preprave a iných vonkajších faktorov, takže kvalita grafénových výrobkov vyrobené redoxnou metódou je často nekonzistentné od šarže k šarži, čo sťažuje kontrolu kvality.
V súčasnosti si veľa ľudí zamieňa pojmy oxid grafitový, oxid grafénový a redukovaný oxid grafénový. Oxid grafitu je hnedý a je polymérom grafitu a oxidu. Grafénoxid je produkt získaný odlúpnutím grafitového oxidu 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 uvoľňujú plyny, ako je oxid siričitý, počas používania, najmä pri vysokoteplotnom spracovaní materiálu. Produkt po redukcii oxidu grafénu možno nazvať grafén (redukovaný oxid grafénu).

3. (karbid kremíka) SiC epitaxiálna metóda
Epitaxnou metódou SiC je sublimácia atómov kremíka od materiálov a rekonštruovanie zvyšných atómov C samostatným zhromažďovaním v prostredí s veľmi vysokým vákuom a vysokou teplotou, čím sa získa grafén na základe substrátu SiC. Touto metódou je možné získať vysoko kvalitný grafén, ale táto metóda vyžaduje vyššie vybavenie.


Čas zverejnenia: 25. januára 2021