Grafēna ražošanas metode

1, mehāniskā noņemšanas metode
Mehāniskā noņemšanas metode ir metode grafēna plānslāņa materiālu iegūšanai, izmantojot berzi un relatīvo kustību starp objektiem un grafēnu. Metode ir vienkārši lietojama, un iegūtais grafēns parasti saglabā pilnīgu kristāla struktūru. 2004. gadā divi britu zinātnieki izmantoja caurspīdīgu lenti, lai slāni pa slānim nolobītu dabisko grafītu, lai iegūtu grafēnu, kas arī tika klasificēts kā mehāniskā noņemšanas metode. Šo metodi kādreiz uzskatīja par neefektīvu un nespējīgu masveidā ražot.
Pēdējos gados nozare ir veikusi daudz pētniecības un attīstības inovāciju grafēna ražošanas metodēs. Pašlaik vairāki uzņēmumi Sjameņā, Guandunas un citās provincēs un pilsētās ir pārvarējuši ražošanas šķēršļus zemu izmaksu lielapjoma grafēna sagatavošanai, izmantojot mehāniskās noņemšanas metodi, lai rūpnieciski ražotu grafēnu ar zemām izmaksām un augstu kvalitāti.

2. Redox metode
Oksidācijas-reducēšanas metode ir dabiskā grafīta oksidēšana, izmantojot ķīmiskus reaģentus, piemēram, sērskābi un slāpekļskābi, un oksidētājus, piemēram, kālija permanganātu un ūdeņraža peroksīdu, palielināt atstarpi starp grafīta slāņiem un ievietot oksīdus starp grafīta slāņiem, lai sagatavotu grafīta oksīdu. Pēc tam reaģentu mazgā ar ūdeni, un mazgāto cieto vielu žāvē zemā temperatūrā, lai iegūtu grafīta oksīda pulveri. Grafēna oksīds tika sagatavots, nomizojot grafīta oksīda pulveri ar fizisku pīlingu un augstas temperatūras izplešanos. Visbeidzot, grafēna oksīds tika reducēts ar ķīmisku metodi, lai iegūtu grafēnu (RGO). Šī metode ir vienkārši lietojama, ar augstu ražu, bet zemu produkta kvalitāti [13]. Oksidācijas-reducēšanas metodē tiek izmantotas spēcīgas skābes, piemēram, sērskābe un slāpekļskābe, kas ir bīstama un prasa daudz ūdens tīrīšanai, kas rada lielu vides piesārņojumu.

Grafēns, kas izgatavots ar redoksmetodi, satur bagātīgas skābekli saturošas funkcionālās grupas un ir viegli modificējams. Tomēr, samazinot grafēna oksīdu, pēc reducēšanas ir grūti kontrolēt grafēna skābekļa saturu, un grafēna oksīds tiks nepārtraukti samazināts saules, augstas temperatūras ratiņā un citu ārējo faktoru ietekmē, tāpēc grafēna izstrādājumu kvalitāte. ražots ar redox metodi, bieži vien ir pretrunīgs no partijas uz partiju, kas apgrūtina kvalitātes kontroli.
Pašlaik daudzi cilvēki jauc jēdzienus grafīta oksīds, grafēna oksīds un reducēts grafēna oksīds. Grafīta oksīds ir brūns un ir grafīta un oksīda polimērs. Grafēna oksīds ir produkts, ko iegūst, nolobot grafīta oksīdu līdz viena slāņa, dubultslāņa vai oligo slānim, un tas satur lielu skaitu skābekli saturošu grupu, tāpēc grafēna oksīds ir nevadošs un tam ir aktīvās īpašības, kas nepārtraukti reducēs. un lietošanas laikā izdala gāzes, piemēram, sēra dioksīdu, īpaši augstas temperatūras materiālu apstrādes laikā. Produktu pēc grafēna oksīda reducēšanas var saukt par grafēnu (reducētu grafēna oksīdu).

3. (silīcija karbīda) SiC epitaksiālā metode
SiC epitaksiskā metode ir sublimēt silīcija atomus prom no materiāliem un rekonstruēt atlikušos C atomus, pašizvienojoties īpaši augsta vakuuma un augstas temperatūras vidē, tādējādi iegūstot grafēnu uz SiC substrāta. Ar šo metodi var iegūt augstas kvalitātes grafēnu, taču šī metode prasa augstāku aprīkojumu.