Método de Produção de Grafeno

1, método de decapagem mecânica
O método de decapagem mecânica é um método para obter materiais de camada fina de grafeno usando a fricção e o movimento relativo entre os objetos e o grafeno. O método é simples de operar, e o grafeno obtido geralmente mantém uma estrutura cristalina completa. Em 2004, dois cientistas britânicos usaram fita transparente para retirar o grafite natural camada por camada para obter o grafeno, que também foi classificado como método de remoção mecânica. Este método já foi considerado ineficiente e incapaz de produção em massa.
Nos últimos anos, a indústria fez muitas inovações de pesquisa e desenvolvimento nos métodos de produção de grafeno. Atualmente, várias empresas em Xiamen, Guangdong e outras províncias e cidades superaram o gargalo de produção de preparação em larga escala de baixo custo de grafeno, usando o método de decapagem mecânica para produzir grafeno industrialmente com baixo custo e alta qualidade.

2. Método redox
O método de oxidação-redução consiste em oxidar a grafite natural usando reagentes químicos, como ácido sulfúrico e ácido nítrico, e oxidantes, como permanganato de potássio e peróxido de hidrogênio, aumentar o espaçamento entre as camadas de grafite e inserir óxidos entre as camadas de grafite para preparar óxido de grafite. Em seguida, o reagente é lavado com água e o sólido lavado é seco a baixa temperatura para preparar o pó de óxido de grafite. O óxido de grafeno foi preparado por descascamento do pó de óxido de grafite por descascamento físico e expansão a alta temperatura. Finalmente, o óxido de grafeno foi reduzido por método químico para obter o grafeno (RGO). Este método é simples de operar, com alto rendimento, mas com baixa qualidade do produto [13]. O método de oxidação-redução utiliza ácidos fortes como o ácido sulfúrico e o ácido nítrico, que é perigoso e requer muita água para limpeza, o que traz grande poluição ambiental.

O grafeno preparado pelo método redox contém grupos funcionais ricos em oxigênio e é fácil de modificar. No entanto, ao reduzir o óxido de grafeno, é difícil controlar o teor de oxigênio do grafeno após a redução, e o óxido de grafeno será continuamente reduzido sob a influência do sol, alta temperatura no transporte e outros fatores externos, portanto, a qualidade dos produtos de grafeno produzido pelo método redox é frequentemente inconsistente de lote para lote, o que torna difícil o controle de qualidade.
Atualmente, muitas pessoas confundem os conceitos de óxido de grafite, óxido de grafeno e óxido de grafeno reduzido. O óxido de grafite é marrom e é um polímero de grafite e óxido. O óxido de grafeno é um produto obtido por descascamento do óxido de grafite em uma única camada, uma camada dupla ou uma camada de oligo e contém um grande número de grupos contendo oxigênio, portanto, o óxido de grafeno é não condutor e tem propriedades ativas, o que reduzirá continuamente e liberam gases como dióxido de enxofre durante o uso, especialmente durante o processamento de materiais em alta temperatura. O produto após a redução do óxido de grafeno pode ser chamado de grafeno (óxido de grafeno reduzido).

3. (carboneto de silício) Método epitaxial de SiC
O método epitaxial do SiC é sublimar átomos de silício longe dos materiais e reconstruir os átomos de C restantes por automontagem em ultra-alto vácuo e ambiente de alta temperatura, obtendo assim grafeno baseado em substrato de SiC. Grafeno de alta qualidade pode ser obtido por este método, mas este método requer equipamento superior.


Horário da postagem: 25 de janeiro de 2021