1, метод механической зачистки
Метод механической зачистки — это метод получения тонкослойных графеновых материалов за счет использования трения и относительного движения между объектами и графеном. Метод прост в использовании, и полученный графен обычно сохраняет полную кристаллическую структуру. В 2004 году двое британских ученых использовали прозрачную ленту, чтобы слой за слоем отслаивать природный графит и получить графен, который также был классифицирован как метод механического удаления. Этот метод когда-то считался неэффективным и непригодным для массового производства.
За последние годы в отрасли было проведено множество исследований и разработок в области методов производства графена. В настоящее время несколько компаний в Сямыне, Гуандуне и других провинциях и городах преодолели производственную проблему недорогого крупномасштабного приготовления графена, используя метод механической очистки для промышленного производства графена с низкой себестоимостью и высоким качеством.
2. Редокс-метод
Окислительно-восстановительный метод заключается в окислении природного графита с использованием химических реагентов, таких как серная кислота и азотная кислота, и окислителей, таких как перманганат калия и перекись водорода, увеличения расстояния между слоями графита и введения оксидов между слоями графита для получения оксида графита. Затем реагент промывают водой, а промытое твердое вещество сушат при низкой температуре с получением порошка оксида графита. Оксид графена был получен путем отслаивания порошка оксида графита путем физического отслаивания и высокотемпературного расширения. Наконец, оксид графена был восстановлен химическим методом для получения графена (RGO). Этот метод прост в эксплуатации, имеет высокий выход, но низкое качество продукции [13]. В окислительно-восстановительном методе используются сильные кислоты, такие как серная и азотная кислоты, которые опасны и требуют большого количества воды для очистки, что приводит к сильному загрязнению окружающей среды.
Графен, полученный окислительно-восстановительным методом, содержит богатые кислородсодержащие функциональные группы и легко модифицируется. Однако при восстановлении оксида графена трудно контролировать содержание кислорода в графене после восстановления, а оксид графена будет постоянно восстанавливаться под воздействием солнца, высокой температуры в вагоне и других внешних факторов, поэтому качество графеновой продукции ухудшается. Произведенная окислительно-восстановительным методом продукция часто отличается от партии к партии, что затрудняет контроль качества.
В настоящее время многие путают понятия оксид графита, оксид графена и восстановленный оксид графена. Оксид графита имеет коричневый цвет и представляет собой полимер графита и оксида. Оксид графена представляет собой продукт, полученный путем очистки оксида графита до одного слоя, двойного слоя или олигослоя, и содержит большое количество кислородсодержащих групп, поэтому оксид графена не проводит ток и обладает активными свойствами, которые будут постоянно восстанавливать и выделять газы, такие как диоксид серы, во время использования, особенно во время высокотемпературной обработки материалов. Продукт после восстановления оксида графена можно назвать графеном (восстановленный оксид графена).
3. Эпитаксиальный метод SiC (карбид кремния).
Эпитаксиальный метод SiC заключается в сублимации атомов кремния из материалов и восстановлении оставшихся атомов C путем самосборки в сверхвысоком вакууме и высокотемпературной среде с получением таким образом графена на основе подложки SiC. Этим методом можно получить высококачественный графен, но этот метод требует более высокого оборудования.
Время публикации: 25 января 2021 г.