روش تولید گرافن

1، روش سلب مکانیکی
روش جداسازی مکانیکی روشی برای بدست آوردن مواد لایه نازک گرافن با استفاده از اصطکاک و حرکت نسبی بین اجسام و گرافن است. کارکرد این روش ساده است و گرافن به‌دست‌آمده معمولاً ساختار بلوری کاملی را حفظ می‌کند. در سال 2004، دو دانشمند بریتانیایی از نوار شفاف برای جدا کردن لایه به لایه گرافیت طبیعی برای بدست آوردن گرافن استفاده کردند که به عنوان روش جداسازی مکانیکی نیز طبقه بندی شد. این روش زمانی ناکارآمد و ناتوان به تولید انبوه تلقی می شد.
در سال های اخیر، صنعت نوآوری های زیادی در زمینه تحقیق و توسعه در روش های تولید گرافن انجام داده است. در حال حاضر، چندین شرکت در Xiamen، گوانگدونگ و سایر استان‌ها و شهرها با استفاده از روش جداسازی مکانیکی برای تولید صنعتی گرافن با هزینه کم و کیفیت بالا، بر گلوگاه تولید گرافن در مقیاس کم هزینه غلبه کرده‌اند.

2. روش ردوکس
روش اکسیداسیون- احیا به این صورت است که گرافیت طبیعی را با استفاده از معرف‌های شیمیایی مانند اسید سولفوریک و اسید نیتریک و اکسیدان‌هایی مانند پرمنگنات پتاسیم و پراکسید هیدروژن، افزایش فاصله بین لایه‌های گرافیت و قرار دادن اکسیدها بین لایه‌های گرافیت برای تهیه اکسید گرافیت، اکسید می‌کنند. سپس، واکنش دهنده با آب شسته می شود و جامد شسته شده در دمای پایین خشک می شود تا پودر اکسید گرافیت تهیه شود. اکسید گرافن با لایه برداری پودر اکسید گرافیت با لایه برداری فیزیکی و انبساط در دمای بالا تهیه شد. در نهایت، اکسید گرافن به روش شیمیایی برای به دست آوردن گرافن (RGO) احیا شد. عملکرد این روش ساده است، با بازده بالا، اما کیفیت محصول پایین [13]. در روش کاهش اکسیداسیون از اسیدهای قوی مانند اسید سولفوریک و اسید نیتریک استفاده می شود که خطرناک است و برای تمیز کردن به آب زیادی نیاز دارد که آلودگی محیطی زیادی را به همراه دارد.

گرافن تهیه شده به روش ردوکس حاوی گروه های عاملی غنی از اکسیژن است و به راحتی قابل اصلاح است. با این حال، هنگام کاهش اکسید گرافن، کنترل محتوای اکسیژن گرافن پس از احیا دشوار است و اکسید گرافن تحت تأثیر خورشید، دمای بالا در کالسکه و سایر عوامل خارجی به طور مداوم کاهش می یابد، بنابراین کیفیت محصولات گرافن تولید شده به روش ردوکس اغلب از دسته ای به دسته دیگر ناسازگار است، که کنترل کیفیت را دشوار می کند.
در حال حاضر، بسیاری از مردم مفاهیم اکسید گرافیت، اکسید گرافن و اکسید گرافن احیا شده را اشتباه می گیرند. اکسید گرافیت قهوه ای است و پلیمری از گرافیت و اکسید است. اکسید گرافن محصولی است که از لایه برداری اکسید گرافیت به یک لایه، دو لایه یا لایه اولیگو به دست می آید و حاوی تعداد زیادی گروه حاوی اکسیژن است، بنابراین اکسید گرافن غیر رسانا و دارای خواص فعال است که به طور مداوم کاهش می یابد. و گازهایی مانند دی اکسید گوگرد را در حین استفاده به ویژه در هنگام پردازش مواد در دمای بالا آزاد می کند. محصول پس از احیای اکسید گرافن را می توان گرافن (اکسید گرافن احیا شده) نامید.

3. (سیلیکون کاربید) روش اپیتاکسیال SiC
روش همپایی SiC تصعید اتم‌های سیلیکون به دور از مواد و بازسازی اتم‌های C باقی‌مانده توسط خودآرایی در محیط خلاء فوق‌العاده و دمای بالا است، بنابراین گرافن بر اساس بستر SiC بدست می‌آید. با این روش می توان گرافن باکیفیت به دست آورد اما این روش به تجهیزات بالاتری نیاز دارد.