Privire de ansamblu asupra pregătirii Graphene

În prezent, există multe metode pentru prepararea Grafenul. Această lucrare este împărţită în metodele fizice şi chimice.

1 metoda fizice pentru pregătirea graphene

Metoda fizice se bazează de obicei pe ieftine grafit sau grafit expandat ca materie primă, prin mecanice separare, orientare epiphysees, lichid sau gaz directă metodă pentru a pregăti singur sau multi-strat de grafen de separare. Aceste metode sunt uşor de a obţine materia primă, operația este relativ simplu, sintetic graphene înaltă puritate, mai puţin de defecte.

1.1 metodă mecanică de separare

Mecanice de separare sau microprelucrare este una dintre cele mai simple moduri de coaja direct o foaie de grafen la un cristal mai mare. Novoselovt et al. reușită în separare şi observarea monostrat graphene din grafit pirolitic foarte orientate cu un micromachined foarte simplu metoda de separare în 2004, demonstrează prezenţa independente monostrat Grafenul. Specifice procesului este după cum urmează: în primul rând utilizaţi oxigen plasmă în 1 mm grosime grafit pirolitic foarte orientate spre suprafaţă ion gravare, atunci când suprafata gravare 20 μm largă şi 2 μm profundă micro-slot, cu fotorezist va acesta este lipit de substratul de sticlă, şi apoi rupe banda este în mod repetat eliminat cu o bandă adezivă transparentă, şi apoi este eliminat excesul grafit pirolitic foarte orientate şi substratul de sticlă cu microcapsules este plasat în soluția de acetonă pentru ultrasunete, şi în cele din urmă napolitana monocristalin siliciu în acetonă solvent, utilizarea van der Waals vigoare sau forţa capilară va fi un singur strat de grafen "Eliminare".

Cu toate acestea, această metodă are unele dezavantaje, cum ar fi dimensiunea produsului obținut nu este usor de controlat, nu puteţi pregăti în mod credibil o suficient de lung pentru grafen, şi, prin urmare, nu pot satisface necesităţile industriale.

1.2 orientarea epifite metoda - cristal creştere

Peter W.Sutter et al. folosit rar metal ruteniu ca matricea de creştere, folosind structura atomică de matricea "specii" din grafen. Atomii de C sunt în primul rând s-a infiltrat în ruteniu la 1150 ° C și apoi răcit la 850 ° C. Înainte de cantitatea mare de atomi de carbon sunt absorbite, plutesc la suprafata de ruteniu, formând un atom de carbon monolit "Insula" de pe suprafaţa substratului, Insula "cresc treptat, în cele din urmă să crească într-un strat de grafen complet. După primul strat rata de acoperire de 80 %, al doilea strat a inceput sa creasca, partea de jos a grafenei şi matricea este o puternică interacţiune între al doilea strat după formarea stratului fostul şi substrat este aproape complet separate, lăsând doar slab de cuplare, astfel, o foaie de grafen monolitic a fost pregătit. Cu toate acestea, foilor de grafen produsă de această metodă tind să fie inegale în grosime, şi aderenţa între graphene şi matricea afectează proprietăţile de fulgi pregătit Grafenul.

1.3 lichidă şi fază gaz direct metoda de separare

Fază lichidă şi gazoasă metoda directa de separare se referă la eliberarea directa de grafit sau grafit expandat (EG) (de obicei, prin creşterea rapidă a temperaturii la 1000 ° C deasupra suprafeţei de oxigen care conţin grupuri eliminat pentru a obţine) adaugă un organic solvent sau apă, cu debit cu ultrasunete, de incalzire sau de aer pentru a produce un anumit concentrația soluției singur sau multi-strat de grafen. Coleman et al. Dispersed grafit în N-metil-pirolidon (NMP) la fel ca peeling-ul de lichid-fază de nanotuburi de carbon. Randamentul monostrat graphene a fost 1 % după 1 oră de ecografie şi ecografie prelungite (462 h) astfel încât concentrația de grafen de până la 1,2 mg/mL. Rezultatele arată că interacţiunea dintre solvent și graphene poate echilibra energia necesară pentru a exfolia graphene când solventul se potriveşte energia suprafeței Grafenul, şi tensiunea superficială a grafenei poate fi 40 ~ 50mJ / M2. Efectul de foaie de grafit de separare poate fi îmbunătăţită prin impactul fluxului de aer. Janowska et al. folosit grafit expandat ca materie primă şi iradiere cu microunde să îmbunătăţească randamentul total de grafen (~ 8 %) cu amoniac ca solvent. În profunzime studiile au arătat că produse de descompunere solvent la temperaturi ridicate de amoniac poate pătrunde în foaia de grafit şi coaja de pe grafit atunci când presiunea aerului depăşeşte o anumită valoare suficient, pentru a depăşi forța van der Waals între foi de grafit.

Din cauza ieftine grafit sau grafit expandat ca materie primă, procesul de pregătire implică modificare chimică. Pregătirea graphene fazei lichide sau gaze faza directa metoda de separare a avantajele low-cost, simplu operaţie şi calitate înaltă a produselor, dar există, de asemenea, monolit graphene randament ridicat, lamelar aglomerare grave, trebuie să eliminaţi în continuare stabilizator şi alte defecte.