Gambaran keseluruhan penyediaan Graphene

Pada masa ini, Terdapat banyak kaedah bagi penyediaan graphene. Kertas ini dibahagikan kepada kaedah fizikal dan kimia.

1 kaedah fizikal untuk penyediaan graphene

Kaedah fizikal biasanya berdasarkan grafit murah atau grafit berkembang sebagai bahan mentah, melalui orientasi menanggalkan, mekanikal epiphysees, cecair atau gas terus menanggalkan kaedah menyediakan graphene tunggal atau berbilang lapisan. Kaedah-kaedah yang mudah untuk mendapatkan bahan mentah, operasi graphene agak mudah, sintetik berkualiti tinggi, ditolak sebarang kecacatan.

1.1 kaedah menanggalkan mekanikal

Menanggalkan mekanikal atau dibuat adalah salah satu cara yang paling mudah untuk terus Kupas sehelai graphene dari Kristal yang lebih besar. Novoselovt et al. Succeeded menanggalkan dan memerhati graphene monolayer dari sangat berorientasikan grafit pyrolytic dengan micromachined yang sangat mudah menanggalkan kaedah pada tahun 2004, membuktikan kewujudan monolayer graphene bebas. Proses tertentu adalah seperti berikut: pertama sekali menggunakan oksigen plasma di dalam 1 mm tebal sangat berorientasikan grafit pyrolytic permukaan ion etching, apabila permukaan menggores 20 μm luas dan 2 μm mikro-slot mendalam, dan dengan photoresist akan ia adalah digam substrat kaca, dan kemudian lusuh pita adalah berkali-kali dikeluarkan dengan pita telus, dan kemudian grafit pyrolytic sangat berorientasikan berlebihan akan dibuang dan substrat kaca dengan microcapsules yang diletakkan dalam penyelesaian acetone yang untuk ultrasonik, dan akhirnya di monocrystalline silikon wafer ke dalam pelarut acetone, penggunaan van der Waals tentera atau kapilari tentera akan menjadi lapisan tunggal graphene "Padam".

Walau bagaimanapun, kaedah ini mempunyai beberapa kelemahan, seperti saiz produk yang diperolehi adalah tidak mudah untuk mengawal, tidak boleh dipercayai boleh menyiapkan sebuah graphene cukup panjang, dan oleh itu boleh memenuhi keperluan industri.

1.2 orientasi epiphytic kaedah - Kristal pertumbuhan

Peter W.Sutter et al. jarang ruthenium logam yang digunakan sebagai matriks pertumbuhan, menggunakan struktur atom matriks "spesis" daripada graphene. Atom C mula menyusup ke dalam ruthenium pada 1150 ° C dan kemudian disejukkan untuk 850 ° C. Sebelum jumlah atom karbon yang besar akan diserap, ia terapung ke permukaan ruthenium, membentuk atom karbon rabbani "Pulau" pada permukaan dalam substrat, Pulau "secara beransur-ansur membesar, akhirnya menjadi lapisan graphene lengkap. Selepas pertama lapisan perlindungan kadar 80%, lapisan kedua mula tumbuh, bahagian bawah graphene tersebut dan matriks tiada interaksi yang kuat antara lapisan kedua selepas pembentukan lapisan bekas dan substrat tersebut hampir benar-benar dipisahkan, meninggalkan hanya lemah gandingan, oleh itu, kira-kira graphene rabbani yang telah disediakan. Walau bagaimanapun, helaian graphene yang dihasilkan melalui kaedah ini cenderung untuk menjadi tidak sekata ketebalan, dan lekat antara graphene dan matriks mempengaruhi sifat-sifat serpih graphene disediakan.

1.3 cecair fasa dan fasa gas terus menanggalkan kaedah

Fasa cecair dan gas terus menanggalkan kaedah merujuk kepada siaran langsung grafit atau berkembang grafit (EG) (biasanya dengan peningkatan suhu yang pesat hingga 1000 ° C di atas permukaan mengandungi oksigen Kumpulan dikeluarkan untuk mendapatkan) ditambah kepada air, atau pelarut organik dengan aliran ultrasound, Pemanas atau udara bagi menghasilkan tumpuan tertentu yang tunggal atau berbilang lapisan graphene penyelesaian. Grafit Dispersed Coleman et al. dalam N-perangkap-pyrrolidone (NMP) dengan cara yang sama sebagai cecair fasa mengelupas daripada karbon nanotiub baru. Hasil monolayer graphene adalah 1% selepas 1 jam ultrasound dan berpanjangan ultrasound (462 h) supaya kepekatan graphene sehingga 1.2 mg/mL. Hasil kajian menunjukkan bahawa interaksi antara pelarut dan graphene yang boleh mengimbangi tenaga yang diperlukan untuk kupasan graphene itu apabila pelarut sepadan dengan tenaga graphene di permukaan, dan ketegangan permukaan graphene itu boleh menjadi 40 ~ 50mJ / M2. Kesan menanggalkan lembaran grafit boleh diperbaiki oleh kesan daripada aliran udara. Janowska et al. digunakan grafit berkembang sebagai bahan mentah dan sinaran gelombang mikro untuk meningkatkan hasil jumlah graphene (~ 8%) dengan ammonia sebagai pelarut. Kajian-kajian mendalam telah menunjukkan bahawa amonia yang dihasilkan oleh pelarut penguraian pada suhu yang tinggi boleh menembusi ke dalam kira-kira grafit dan kupasan grafit yang apabila tekanan udara melebihi sesetengah nilai yang cukup untuk mengatasi daya van der Waals antara yang kepingan grafit.

Kerana grafit murah atau grafit berkembang sebagai bahan mentah, proses penyediaan tidak melibatkan perubahan kimia. Penyediaan graphene oleh fasa cecair atau fasa gas terus menanggalkan kaedah mempunyai keuntungan daripada operasi kos rendah, sederhana dan kualiti produk yang tinggi, tetapi terdapat juga rabbani graphene hasil tinggi, lamellar penumpuan serius, perlu mengalih keluar lagi dalam penstabil dan kecacatan lain.