1, mechanische stripmethode
Mechanische stripmethode is een methode om dunnelaagmaterialen van grafeen te verkrijgen door gebruik te maken van de wrijving en relatieve beweging tussen objecten en grafeen. De methode is eenvoudig uit te voeren en het verkregen grafeen behoudt doorgaans een volledige kristalstructuur. In 2004 gebruikten twee Britse wetenschappers transparante tape om natuurlijk grafiet laag voor laag af te pellen om grafeen te verkrijgen, wat ook werd geclassificeerd als mechanische stripmethode. Deze methode werd ooit als inefficiënt beschouwd en niet in staat tot massaproductie.
De afgelopen jaren heeft de industrie veel onderzoeks- en ontwikkelingsinnovaties doorgevoerd op het gebied van de productiemethoden van grafeen. Momenteel hebben verschillende bedrijven in Xiamen, Guangdong en andere provincies en steden het productieknelpunt van de goedkope grootschalige bereiding van grafeen overwonnen, met behulp van een mechanische stripmethode om grafeen industrieel te produceren tegen lage kosten en van hoge kwaliteit.
2. Redox-methode
De oxidatie-reductiemethode is om natuurlijk grafiet te oxideren door chemische reagentia zoals zwavelzuur en salpeterzuur en oxidatiemiddelen zoals kaliumpermanganaat en waterstofperoxide te gebruiken, de afstand tussen grafietlagen te vergroten en oxiden tussen grafietlagen in te voegen om grafietoxide te bereiden. Vervolgens wordt de reactant gewassen met water en wordt de gewassen vaste stof bij lage temperatuur gedroogd om grafietoxidepoeder te bereiden. Grafeenoxide werd bereid door grafietoxidepoeder af te pellen door fysiek afpellen en expansie bij hoge temperatuur. Ten slotte werd grafeenoxide via een chemische methode gereduceerd om grafeen (RGO) te verkrijgen. Deze methode is eenvoudig uit te voeren, met een hoge opbrengst, maar een lage productkwaliteit [13]. De oxidatiereductiemethode maakt gebruik van sterke zuren zoals zwavelzuur en salpeterzuur, wat gevaarlijk is en veel water vereist voor het reinigen, wat grote milieuvervuiling met zich meebrengt.
Grafeen bereid met de redox-methode bevat rijke zuurstofhoudende functionele groepen en is gemakkelijk te modificeren. Bij het reduceren van grafeenoxide is het echter moeilijk om het zuurstofgehalte van grafeen na reductie te controleren, en grafeenoxide zal continu worden gereduceerd onder invloed van de zon, hoge temperaturen in de wagen en andere externe factoren, dus de kwaliteit van grafeenproducten geproduceerd volgens de redox-methode is vaak inconsistent van batch tot batch, wat het moeilijk maakt om de kwaliteit te controleren.
Momenteel verwarren veel mensen de concepten grafietoxide, grafeenoxide en gereduceerd grafeenoxide. Grafietoxide is bruin en is een polymeer van grafiet en oxide. Grafeenoxide is een product dat wordt verkregen door grafietoxide af te pellen tot een enkele laag, een dubbele laag of een oligolaag, en bevat een groot aantal zuurstofhoudende groepen. Grafeenoxide is dus niet-geleidend en heeft actieve eigenschappen, die de en er komen gassen vrij zoals zwaveldioxide tijdens gebruik, vooral tijdens materiaalverwerking bij hoge temperaturen. Het product na het reduceren van grafeenoxide kan grafeen worden genoemd (gereduceerd grafeenoxide).
3. (siliciumcarbide) SiC epitaxiale methode
De SiC-epitaxiale methode is om siliciumatomen weg van materialen te sublimeren en de resterende C-atomen te reconstrueren door zelfassemblage in een omgeving met ultrahoog vacuüm en hoge temperaturen, waardoor grafeen wordt verkregen op basis van SiC-substraat. Met deze methode kan grafeen van hoge kwaliteit worden verkregen, maar deze methode vereist hogere apparatuur.
Posttijd: 25 januari 2021