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Resumen de la preparación del grafeno

En la actualidad, hay muchos métodos para la preparación de grafeno. Este trabajo se divide en métodos físicos y químicos.

1 métodos físicos para la preparación de grafeno

El método físico se basa generalmente en barato grafito o grafito expandido como materia prima, a través de mecánica desmontaje, orientación epiphysees, líquido o gas directo extracción método para preparar una o varias capas de grafeno. Estos métodos son fáciles de obtener materias primas, el funcionamiento es relativamente simple, sintético de grafeno de alta pureza, menos defectos.

1.1 método de desmontaje mecánico

Desmontaje mecánico o micro fabricación es una de las maneras más simples directamente pelar una hoja de grafeno de un cristal más grande. Novoselovt et al. Succeeded en extracción y observación de grafeno monocapa de grafito pirolítico altamente orientado con un micro muy simple método de extracción en 2004, demostrando la presencia independiente de grafeno monocapa. El proceso específico es como sigue: primer uso plasma de oxígeno en 1 mm grueso grafito pirolítico altamente orientado ion superficie grabado, cuando la superficie grabado amplia 20 μm y 2 μm profunda-ranura para micro, con fotoresistencia se pega al sustrato de vidrio y después rasgúela cinta está en varias ocasiones eliminado con una cinta transparente, se retira el exceso grafito pirolítico altamente orientado y el substrato de vidrio con las microcápsulas se coloca en la solución de acetona para ultrasonidos y finalmente la oblea de silicio monocristalino en la solvente de la acetona, el uso de fuerzas de van der Waals o fuerza capilar será una sola capa de grafeno "quitar".

Sin embargo, este método tiene algunas desventajas, tales como el tamaño del producto obtenido no es fácil de controlar, no fiable puede preparar un tiempo suficiente grafeno y por lo tanto no puede satisfacer las necesidades industriales.

método epífitas 1.2 orientación - crecimiento de cristales

Peter W.Sutter et al usaron raro rutenio metálico como la matriz de crecimiento, utilizando la estructura atómica de la matriz "especies" de grafeno. Los átomos de C son en primer lugar se infiltraron en rutenio a 1150 ° C y luego enfriados hasta 850 ° C. Antes de la gran cantidad de átomos de carbono se absorben, flotan a la superficie de rutenio, formando un átomo de carbón monolítico "isla" en la superficie del sustrato, isla "crecer poco a poco, eventualmente convertirse en una capa de grafeno completa. Después de la primera tasa de cobertura de capa de 80%, la segunda capa comenzó a crecer, la parte inferior del grafeno y la matriz que es una fuerte interacción entre la segunda capa después de la formación de la capa anterior y el sustrato es casi completamente separado, dejando sólo débil acoplamiento, por lo tanto, una hoja de grafeno monolítico fue preparada. Sin embargo, las hojas de grafeno producidas por este método tienden a ser irregular en espesor y la adherencia entre el grafeno y la matriz afecta las propiedades de las escamas de grafeno preparado.

1.3 fase gas y fase líquida de método stripping directo

Fase líquida y gaseosa método extracción directa se refiere a la liberación directa de grafito o grafito expandido (EG) (generalmente por el aumento rápido de la temperatura a 1000 ° C por encima de la superficie del oxígeno-que contienen grupos quitado a) añadido a un solvente orgánico o agua, con flujo de ultrasonido, la calefacción o el aire para producir una cierta concentración de una o varias capas de grafeno. Coleman et al. Dispersed grafito en N-metil-pirrolidona (NMP) de la misma manera como fase líquida peeling de nanotubos de carbono. La producción de grafeno monocapa fue del 1% después de 1 hora de ultrasonido y ultrasonido prolongado (462 h) para que la concentración de grafeno de hasta 1.2 mg/mL. Los resultados muestran que la interacción entre el solvente y el grafeno puede equilibrar la energía necesaria para el despegue el grafeno cuando el disolvente coincide con la energía superficial del grafeno, y la tensión superficial del grafeno puede ser 40 ~ 50mJ / M2. El efecto de decapado hoja del grafito se puede mejorar por el impacto del flujo de aire. Janowska et al usaron grafito expandido como materia prima y la irradiación de microondas para mejorar el rendimiento total de grafeno (~ 8%) con amoníaco como solvente. Estudios detallados han demostrado que amoníaco producido por la descomposición del solvente a temperaturas elevadas puede penetrar en la hoja de grafito y pele apagado el grafito cuando la presión del aire excede un cierto valor suficiente para superar las fuerzas de van der Waals entre las hojas de grafito.

Debido a la barata grafito o grafito expandido como materia prima, el proceso de preparación no implica cambio químico. La preparación de grafeno por fase líquida o fase gas directo extracción método tiene las ventajas de bajo costo, operación simple y alta calidad del producto, pero también es grafeno monolítico rendimiento alto, laminar aglomeración graves, es necesario sacar más el estabilizador y otros defectos.


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