Graphen-Produktionsmethode

1, mechanisches Abisolierverfahren
Das mechanische Abisolierverfahren ist ein Verfahren zum Erhalten von Graphen-Dünnschichtmaterialien unter Verwendung der Reibung und Relativbewegung zwischen Objekten und Graphen. Das Verfahren ist einfach zu bedienen und das erhaltene Graphen behält normalerweise eine vollständige Kristallstruktur bei. Im Jahr 2004 zogen zwei britische Wissenschaftler mit transparentem Klebeband Schicht für Schicht natürlichen Graphit ab, um Graphen zu erhalten, das auch als mechanische Abisoliermethode eingestuft wurde. Diese Methode wurde einst als ineffizient und nicht massenproduktionsfähig angesehen.
In den letzten Jahren hat die Industrie zahlreiche Forschungs- und Entwicklungsinnovationen bei den Herstellungsmethoden von Graphen vorgenommen. Gegenwärtig haben mehrere Unternehmen in Xiamen, Guangdong und anderen Provinzen und Städten den Produktionsengpass bei der kostengünstigen Herstellung von Graphen in großem Maßstab überwunden, indem sie mithilfe des mechanischen Strippverfahrens industriell Graphen mit geringen Kosten und hoher Qualität herstellten.

2. Redoxmethode
Das Oxidations-Reduktions-Verfahren besteht darin, natürlichen Graphit unter Verwendung chemischer Reagenzien wie Schwefelsäure und Salpetersäure und Oxidationsmittel wie Kaliumpermanganat und Wasserstoffperoxid zu oxidieren, den Abstand zwischen Graphitschichten zu vergrößern und Oxide zwischen Graphitschichten einzufügen, um Graphitoxid herzustellen. Dann wird der Reaktant mit Wasser gewaschen und der gewaschene Feststoff wird bei niedriger Temperatur getrocknet, um Graphitoxidpulver herzustellen. Graphenoxid wurde durch Schälen von Graphitoxidpulver durch physikalisches Schälen und Hochtemperaturausdehnung hergestellt. Schließlich wurde Graphenoxid durch ein chemisches Verfahren reduziert, um Graphen (RGO) zu erhalten. Diese Methode ist einfach zu bedienen, mit hoher Ausbeute, aber geringer Produktqualität [13]. Bei der Oxidations-Reduktions-Methode werden starke Säuren wie Schwefelsäure und Salpetersäure verwendet, die gefährlich sind und zum Reinigen viel Wasser benötigen, was zu einer hohen Umweltverschmutzung führt.

Nach der Redoxmethode hergestelltes Graphen enthält reichhaltige sauerstoffhaltige funktionelle Gruppen und ist leicht zu modifizieren. Bei der Reduktion von Graphenoxid ist es jedoch schwierig, den Sauerstoffgehalt von Graphen nach der Reduktion zu kontrollieren, und Graphenoxid wird unter dem Einfluss der Sonne, der hohen Temperatur im Wagen und anderer äußerer Faktoren, also der Qualität der Graphenprodukte, kontinuierlich reduziert Die nach der Redoxmethode hergestellte Methode ist häufig von Charge zu Charge inkonsistent, was es schwierig macht, die Qualität zu kontrollieren.
Gegenwärtig verwechseln viele Menschen die Konzepte von Graphitoxid, Graphenoxid und reduziertem Graphenoxid. Graphitoxid ist braun und ist ein Polymer aus Graphit und Oxid. Graphenoxid ist ein Produkt, das durch Abziehen von Graphitoxid auf eine einzelne Schicht, eine Doppelschicht oder eine Oligoschicht erhalten wird und eine große Anzahl sauerstoffhaltiger Gruppen enthält. Daher ist Graphenoxid nicht leitend und hat aktive Eigenschaften, die sich kontinuierlich verringern und Gase wie Schwefeldioxid während der Verwendung freisetzen, insbesondere während der Hochtemperatur-Materialverarbeitung. Das Produkt nach der Reduktion von Graphenoxid kann als Graphen (reduziertes Graphenoxid) bezeichnet werden.

3. (Siliciumcarbid) SiC-Epitaxiemethode
Die epitaktische SiC-Methode besteht darin, Siliziumatome von Materialien weg zu sublimieren und die verbleibenden C-Atome durch Selbstorganisation in einer Umgebung mit ultrahohem Vakuum und hoher Temperatur zu rekonstruieren, wodurch Graphen auf der Basis eines SiC-Substrats erhalten wird. Mit diesem Verfahren kann hochwertiges Graphen erhalten werden, dieses Verfahren erfordert jedoch eine höhere Ausrüstung.


Beitragszeit: 25.01.2021