1, mehanska metoda odstranjevanja
Metoda mehanskega odstranjevanja je metoda za pridobivanje grafenskih tankoslojnih materialov z uporabo trenja in relativnega gibanja med predmeti in grafenom. Metoda je preprosta za uporabo, dobljeni grafen pa običajno ohrani popolno kristalno strukturo. Leta 2004 sta dva britanska znanstvenika s prozornim trakom odluščila plast za plastjo naravnega grafita in tako dobila grafen, ki je bil prav tako razvrščen kot metoda mehanskega odstranjevanja. Ta metoda je nekoč veljala za neučinkovito in nezmožno množične proizvodnje.
V zadnjih letih je industrija naredila veliko raziskovalnih in razvojnih inovacij v proizvodnih metodah grafena. Trenutno je več podjetij v Xiamenu, Guangdongu in drugih provincah in mestih premagalo proizvodno ozko grlo nizkocenovne obsežne priprave grafena z uporabo metode mehanskega odstranjevanja za industrijsko proizvodnjo grafena z nizkimi stroški in visoko kakovostjo.
2. Redoks metoda
Oksidacijsko-redukcijska metoda je oksidacija naravnega grafita z uporabo kemičnih reagentov, kot sta žveplova in dušikova kislina ter oksidantov, kot sta kalijev permanganat in vodikov peroksid, povečanje razmika med grafitnimi plastmi in vstavljanje oksidov med grafitne plasti za pripravo grafitnega oksida. Nato reaktant speremo z vodo in izprano trdno snov posušimo pri nizki temperaturi, da pripravimo prah grafitnega oksida. Grafenov oksid je bil pripravljen z luščenjem prahu grafitnega oksida s fizičnim luščenjem in visokotemperaturno ekspanzijo. Končno je bil grafenov oksid reduciran s kemično metodo, da smo dobili grafen (RGO). Ta metoda je preprosta za uporabo, z visokim izkoristkom, vendar nizko kakovostjo izdelka [13]. Oksidacijsko-redukcijska metoda uporablja močne kisline, kot sta žveplova kislina in dušikova kislina, kar je nevarno in zahteva veliko vode za čiščenje, kar prinaša veliko onesnaženje okolja.
Grafen, pripravljen z redoks metodo, vsebuje bogate funkcionalne skupine, ki vsebujejo kisik, in ga je enostavno modificirati. Vendar pa je pri redukciji grafenovega oksida težko nadzorovati vsebnost kisika v grafenu po redukciji, grafenov oksid pa se bo nenehno zmanjševal pod vplivom sonca, visoke temperature v vozičku in drugih zunanjih dejavnikov, zato je kakovost grafenskih izdelkov proizveden z redoks metodo, je pogosto nedosleden od serije do serije, zaradi česar je težko nadzorovati kakovost.
Trenutno veliko ljudi zamenjuje koncepte grafitnega oksida, grafenovega oksida in reduciranega grafenovega oksida. Grafitni oksid je rjav in je polimer grafita in oksida. Grafenov oksid je proizvod, pridobljen z luščenjem grafitnega oksida v eno plast, dvojno plast ali oligo plast, in vsebuje veliko število skupin, ki vsebujejo kisik, zato je grafen oksid neprevoden in ima aktivne lastnosti, ki bodo nenehno zmanjševale in med uporabo sproščajo pline, kot je žveplov dioksid, zlasti med obdelavo materiala pri visoki temperaturi. Produkt po redukciji grafenovega oksida lahko imenujemo grafen (reducirani grafenov oksid).
3. (silicijev karbid) SiC epitaksialna metoda
SiC epitaksialna metoda je sublimacija atomov silicija stran od materialov in rekonstrukcija preostalih atomov C s samosestavljanjem v okolju ultra visokega vakuuma in visoke temperature, s čimer se pridobi grafen na osnovi substrata SiC. S to metodo je mogoče pridobiti visokokakovosten grafen, vendar ta metoda zahteva višjo opremo.
Čas objave: 25. januarja 2021