Oversigt over forberedelse af Graphene

I øjeblikket er der mange metoder til forberedelse af graphene. Dette papir er inddelt i fysiske og kemiske metoder.

1 fysiske metode til forberedelse af graphene

Den fysiske metode er normalt baseret på billige grafit eller ekspanderet grafit som råstof, gennem mekanisk stripping, orientering epiphysees, væske eller gas direkte stripping metode for at forberede enkelt eller multi-lag graphene. Disse metoder er let at få råstoffer, handlingen er relativt enkel, syntetiske graphene høj renhed, mindre defekter.

1.1 mekaniske stripping metode

Mekanisk stripning eller mikro er en af de enkleste måder at direkte skræl en graphene ark fra et større krystal. Novoselovt et al. lykkedes i stripping og observere éncellelag graphene fra stærkt orienteret pyrolyse grafit med en meget simpel micromachined stripping metode i 2004, viser den uafhængige tilstedeværelsen af éncellelag graphene. Denne proces er som følger: først bruge ilt plasma i 1 mm tyk stærkt orienteret pyrolyse grafit overflade ion ætsning, når overfladen ætsning 20 μm brede og 2 μm dyb mikro-rille, med photoresist vil det er limet til glasset substrat, og derefter tear tape er gentagne gange fjernes med en gennemsigtig tape, og derefter fjernes, den overskydende stærkt orienteret pyrolyse grafit og glas substrat med mikrokapsler placeres i acetone løsning for ultralyd, og endelig den monokrystallinske silicium wafer ind i den acetone opløsningsmiddel, brug af van der Waals kraft eller kapillær kraft vil være en enkelt lag af graphene "Fjern".

Men denne metode har nogle ulemper, som størrelsen af det fremstillede produkt ikke er nem at styre, kan ikke pålideligt udarbejder en lang nok graphene, og derfor ikke kan opfylde de industrielle behov.

1.2 orientering epifytiske metode - krystal vækst

Peter W.Sutter et al. bruges sjælden metal ruthenium som matrixen vækst, ved hjælp af den atomare struktur af matrix "arter" af graphene. C-atomer er først infiltreret i ruthenium på 1150 ° C og derefter afkølet til 850 ° C. Før den store mængde af kulstofatomer er absorberet, de flyder på overfladen af ruthenium, danner en monolitisk kulstofatom "ø" på overfladen af substratet, øen "gradvist vokse, tiden vokse ind i et lag af komplet graphene. Efter den første lag dækningsgrad på 80%, det andet lag begyndte at vokse, i bunden af graphene og matrix der er et stærkt samspil mellem det andet lag efter dannelsen af den tidligere lag og substrat er næsten helt adskilt, forlader kun blev svag kobling, således en monolitisk graphene ark udarbejdet. Dog graphene plader fremstillet ved denne metode har tendens til ujævn i tykkelse, og vedhæftningen mellem graphene og matrix påvirker egenskaber af den forberedte graphene flager.

1.3 væskefasen og gasfasen direkte stripping metode

Flydende fase og gasformige direkte stripping metode henviser til direkte udgivelsen af grafit eller ekspanderet grafit (EG) (normalt ved hurtig temperaturstigning til 1000 ° C over overfladen af ilt-holdige grupper fjernet på få) føjet til en organisk opløsningsmiddel eller vand, med ultralyd, varme eller air flow til at producere en vis koncentration af én eller flere lag graphene løsning. Coleman et al. Dispersed grafit i N-methyl-pyrrolidon (NMP) på samme måde som væske-fase peeling af kulstof-nanorør. Udbyttet af éncellelag graphene var 1% efter 1 time af ultralyd og langvarig ultralyd (462 h) så graphene koncentration på op til 1,2 mg/mL. Resultaterne viser, at samspillet mellem oploesningsmidlet og graphene kan afbalancere den nødvendige energi til at skrælle graphene når opløsningsmidlet matcher graphene overfladeenergi, og overfladespænding i graphene kan være 40 ~ 50mJ / M2. Effekten af stripping grafit ark kan forbedres ved virkningen af luftstrømmen. Janowska et al. bruges ekspanderet grafit som råmateriale og mikroovn bestråling til at forbedre det samlede udbytte af graphene (~ 8%) med ammoniak som opløsningsmiddel. Grundige undersøgelser har vist at ammoniak produceret af opløsningsmiddel nedbrydning ved høje temperaturer kan trænge ind i grafit ark og skrælle grafitten, når lufttrykket overstiger en bestemt værdi nok til at overvinde van der Waals kraft mellem den grafit ark.

På grund af den billige grafit eller ekspanderet grafit som råmateriale involverer forberedelse proces ikke kemisk ændring. Forberedelse af graphene af flydende fase eller gasfasen direkte stripping metode har fordelene ved lave omkostninger, enkel betjening og høj produktkvalitet, men der er også monolitisk graphene udbyttet høj, gråt byområdet alvorlig, skal yderligere fjerne den stabilisator og andre defekter.