1,机械剥离法
机械剥离法是一种利用物体与石墨烯之间的摩擦和相对运动来获得石墨烯薄层材料的方法。该方法操作简单,所获得的石墨烯通常保持完整的晶体结构。2004年,两位英国科学家使用透明胶带将天然石墨逐层剥离以获得石墨烯,这也被称为机械剥离法。这种方法曾经被认为效率低下并且无法大规模生产。
近年来,该行业在石墨烯的生产方法方面进行了大量的研发创新。目前,厦门,广东等省市的多家公司已经克服了低成本大规模制备石墨烯的生产瓶颈,采用机械溶出法工业化生产了低成本,高质量的石墨烯。
2.氧化还原法
氧化还原法是通过使用硫酸和硝酸等化学试剂以及高锰酸钾和过氧化氢等氧化剂氧化天然石墨,增加石墨层之间的间距,并在石墨层之间插入氧化物以制备石墨氧化物。然后,将反应物用水洗涤,并将洗涤后的固体在低温下干燥以制备氧化石墨粉末。通过物理剥离和高温膨胀来剥离氧化石墨粉末,从而制备氧化石墨烯。最后,通过化学方法将氧化石墨烯还原得到石墨烯(RGO)。这种方法操作简单,产率高,但产品质量低[13]。氧化还原法使用的是强酸,例如硫酸和硝酸,这很危险,需要大量的水进行清洗,
通过氧化还原法制备的石墨烯含有丰富的含氧官能团,并且易于改性。但是,在还原氧化石墨烯时,还原后很难控制氧化石墨烯中的氧含量,并且在阳光,车架高温等外界因素的影响下,氧化石墨烯会不断还原,因此石墨烯产品的质量氧化还原法生产的产品之间常常是不一致的,这使得质量控制变得困难。
目前,许多人混淆了氧化石墨,氧化石墨烯和还原的氧化石墨烯的概念。氧化石墨为棕色,是石墨和氧化物的聚合物。氧化石墨烯是通过将氧化石墨剥离成单层,双层或低聚物层而获得的产品,并且包含大量的含氧基团,因此氧化石墨烯是非导电的并且具有活性,这将连续地还原在使用过程中,尤其是在高温材料加工过程中,会释放出诸如二氧化硫之类的气体。还原氧化石墨烯后的产物可以称为石墨烯(还原氧化石墨烯)。
3.(碳化硅)SiC外延法
SiC外延法是将硅原子从材料中升华出来,并在超高真空和高温环境下通过自组装来重建剩余的C原子,从而获得基于SiC衬底的石墨烯。通过这种方法可以得到高质量的石墨烯,但是这种方法需要更高的设备。
发布时间: 03-03-2021