Επισκόπηση για την προετοιμασία του γραφενίου

Επί του παρόντος, υπάρχουν πολλές μέθοδοι για την προετοιμασία του γραφενίου. Αυτό το χαρτί είναι χωρισμένη σε φυσικές και χημικές μεθόδους.

1 φυσική μέθοδος για την προετοιμασία του γραφενίου

Η φυσική μέθοδος βασίζεται συνήθως σε Φτηνές γραφίτη ή γραφίτη επεκταθεί ως πρώτη ύλη, μέσω μηχανικού Απογύμνωση, epiphysees προσανατολισμός, υγρό ή αέριο απευθείας απογύμνωση μέθοδος για την προετοιμασία ενιαίου ή πολλαπλών στρώσεων γραφενίου. Αυτές οι μέθοδοι είναι εύκολο να αποκτήσετε πρώτες ύλες, η λειτουργία είναι σχετικά απλή, συνθετικό γραφένιο υψηλής καθαρότητας, λιγότερα ελαττώματα.

1.1 μηχανική μέθοδος απογύμνωση

Μηχανική απογύμνωση ή μικρομηχανική είναι ένας από τους απλούστερους τρόπους να καθαρίζουμε άμεσα ένα φύλλο το γραφένιο από ένα μεγαλύτερο κρύσταλλο. Novoselovt et al. ολοκληρώθηκε σε απογύμνωση και παρατηρώντας μονοστρωματικό γραφένιο από ιδιαίτερα προσανατολισμένη ή γραφίτη με μια πολύ απλή micromachined απογύμνωση μέθοδο το 2004, αποδεικνύοντας την ανεξάρτητη παρουσία μονοστρωματικό γραφένιο. Η συγκεκριμένη διαδικασία είναι η εξής: πρώτα χρησιμοποιήστε πλάσμα οξυγόνου το 1 mm παχύ ιδιαίτερα προσανατολισμένη ή γραφίτη επιφάνειας ιόντων χαρακτικής, όταν η επιφάνεια χαρακτική ευρύ 20 μm και 2 μm βαθιά μικρο-slot, με φωτοευαίσθητη πάστα θα είναι κολλημένο στο υπόστρωμα γυαλιού, και στη συνέχεια δάκρυ μαγνητοταινία είναι επανειλημμένα αφαιρεθεί με μια διαφανή ταινία, και στη συνέχεια αφαιρείται η περίσσεια ιδιαίτερα προσανατολισμένη ή γραφίτη και το γυαλί υπόστρωμα με οι μικροκάψουλες τοποθετείται στο διάλυμα ακετόνης για υπερήχων, και τέλος η γκοφρέτα μονοκρυσταλλικού πυριτίου σε το διαλυτών ακετόνη, δύναμη van der Walls ή τριχοειδή δύναμη θα είναι ένα ενιαίο στρώμα του γραφενίου «αφαίρεση».

Ωστόσο, αυτή η μέθοδος έχει ορισμένα μειονεκτήματα, όπως το μέγεθος του ληφθέντος προϊόντος δεν είναι εύκολο να ελεγχθεί, δεν μπορεί να προετοιμάσει αξιόπιστα αρκετό καιρό γραφενίου, και ως εκ τούτου, δεν μπορεί να ανταποκριθεί στις βιομηχανικές ανάγκες.

1.2 προσανατολισμό επίφυτα μέθοδος - αύξηση κρυστάλλου

Peter W.Sutter et al. χρησιμοποιείται σπάνιο μέταλλο ruthenium ως μήτρα ανάπτυξης, χρησιμοποιώντας την ατομική δομή του πίνακα «είδος» από γραφένιο. Τα άτομα C έχουν πρώτα διείσδυσαν στο ρουθήνιο στους 1150 ° C και στη συνέχεια ψύχεται στους 850 ° C. Πριν από το μεγάλο ποσό των ατόμων του άνθρακα απορροφώνται, επιπλέουν στην επιφάνεια του το ρουθήνιο, σχηματίζοντας ένα άτομο άνθρακα μονολιθικό «νησί» στην επιφάνεια του υποστρώματος, νησί» σταδιακά να μεγαλώνουν, τελικά να εξελιχθούν σε ένα στρώμα του πλήρη γραφενίου. Μετά την πρώτη στρώση ποσοστό κάλυψης 80%, το δεύτερο στρώμα άρχισε να αυξάνεται, το κάτω μέρος του γραφενίου και η μήτρα είναι μια ισχυρή αλληλεπίδραση μεταξύ το δεύτερο στρώμα μετά το σχηματισμό του πρώην στρώμα και υπόστρωμα διαχωρίζεται σχεδόν πλήρως, αφήνοντας μόνο ασθενούς σταθεράς σύζευξης, έτσι, ένα φύλλο μονολιθικό γραφένιο ήταν έτοιμη. Ωστόσο, τα φύλλα γραφενίου που παράγεται με τη μέθοδο αυτή τείνουν να είναι ανομοιόμορφες σε πάχος και η πρόσφυση μεταξύ του γραφενίου και η μήτρα επηρεάζει τις ιδιότητες των νιφάδων γραφενίου προετοιμασμένοι.

1.3 υγρή φάση και αέρια φάση άμεση μέθοδος απογύμνωση

Υγρή φάση και αέρια άμεση μέθοδος απογύμνωση αναφέρεται την άμεση απελευθέρωση του γραφίτη ή γραφίτη επεκταθεί (EG) (συνήθως με την ταχεία αύξηση της θερμοκρασίας έως 1000 ° C πάνω από την επιφάνεια που περιέχουν οξυγόνο ομάδες αφαιρεθεί να πάρει) προστίθενται σε έναν οργανικό διαλύτη ή νερό, με υπερηχογράφημα, θέρμανσης ή air ροής για την παραγωγή μια ορισμένη τιμή συγκέντρωσης διαλύματος μονά ή πολλαπλά στρώματα γραφενίου. Coleman et al. Dispersed γραφίτη σε N-μεθυλο-πυρρολιδόνη (NMP) με τον ίδιο τρόπο ως υγρό φάση ξεφλούδισμα των νανοσωλήνων άνθρακα. Η απόδοση των μονοστρωματικών γραφενίων ήταν 1% μετά από 1 ώρα από υπέρηχο και παρατεταμένη υπερηχογράφημα (462 h) έτσι ώστε η συγκέντρωση του γραφενίου έως 1,2 mg/ml. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η αλληλεπίδραση μεταξύ του διαλύτη και το γραφένιο μπορεί να ισορροπήσει την ενέργεια που απαιτείται για να ξεκολλήσουν το γραφένιο όταν ο διαλύτης ταιριάζει η επιφανειακή ενέργεια του γραφενίου και η επιφανειακή τάση του γραφενίου μπορεί να είναι 40 ~ 50mJ / M2. Η επίδραση της απογύμνωσης φύλλο γραφίτη μπορεί να βελτιωθεί από την επίδραση του αέρα. Janowska et al. χρησιμοποιείται γραφίτη επεκταθεί ως πρώτη ύλη και η ακτινοβολία μικροκυμάτων για τη βελτίωση της συνολικής απόδοσης του γραφενίου (~ 8%) με αμμωνία ως διαλύτης. Εμπεριστατωμένες μελέτες έχουν δείξει ότι η αμμωνία που παράγεται από το διαλύτη αποσύνθεση σε υψηλές θερμοκρασίες μπορεί να εισχωρήσουν στο φύλλο του γραφίτη και να ξεκολλήσουν το γραφίτη, όταν η πίεση αέρα υπερβαίνει μια ορισμένη τιμή αρκετά για να ξεπεραστεί η δύναμη van der Waals μεταξύ του γραφίτη φύλλα.

Λόγω του χαμηλού κόστους γραφίτη ή γραφίτη επεκταθεί ως πρώτη ύλη, η διαδικασία παρασκευής δεν περιλαμβάνει χημική αλλαγή. Η προετοιμασία του γραφενίου από υγρό φάση ή φάση αερίου άμεση απογύμνωση μέθοδος έχει τα πλεονεκτήματα του χαμηλού κόστους, απλή λειτουργία και υψηλή ποιότητα των προϊόντων, αλλά υπάρχει επίσης μονολιθικό γραφένιο απόδοση υψηλή, πεταλοειδή οικισμό σοβαρές, πρέπει να καταργήσετε περαιτέρω την σταθεροποιητής και άλλα ελαττώματα.