วิธีการผลิตกราฟีน

1 วิธีการลอกแบบกล
วิธีการลอกแบบเชิงกลเป็นวิธีการเพื่อให้ได้วัสดุชั้นบางของกราฟีนโดยใช้แรงเสียดทานและการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างวัตถุกับกราฟีน วิธีการนี้ใช้งานง่าย และกราฟีนที่ได้รับมักจะคงโครงสร้างผลึกไว้อย่างสมบูรณ์ ในปี 2004 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษสองคนใช้เทปใสลอกกราไฟท์ธรรมชาติทีละชั้นเพื่อให้ได้กราฟีน ซึ่งจัดว่าเป็นวิธีการลอกแบบเชิงกลด้วย วิธีนี้ครั้งหนึ่งเคยถือว่าไม่มีประสิทธิภาพและไม่สามารถผลิตได้เป็นจำนวนมาก
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อุตสาหกรรมได้สร้างนวัตกรรมด้านการวิจัยและพัฒนามากมายในวิธีการผลิตกราฟีน ปัจจุบัน บริษัทหลายแห่งในเซียะเหมิน กวางตุ้ง และจังหวัดและเมืองอื่นๆ ได้เอาชนะปัญหาคอขวดของการผลิตกราฟีนขนาดใหญ่ที่มีต้นทุนต่ำ โดยใช้วิธีการลอกแบบเชิงกลเพื่อผลิตกราฟีนเชิงอุตสาหกรรมด้วยต้นทุนต่ำและมีคุณภาพสูง

2. วิธีรีดอกซ์
วิธีการลดการเกิดออกซิเดชันคือการออกซิไดซ์กราไฟท์ธรรมชาติโดยใช้สารเคมี เช่น กรดซัลฟูริกและกรดไนตริก และสารออกซิไดซ์ เช่น โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ เพิ่มระยะห่างระหว่างชั้นกราไฟท์ และแทรกออกไซด์ระหว่างชั้นกราไฟท์เพื่อเตรียมกราไฟท์ออกไซด์ จากนั้น สารตั้งต้นจะถูกล้างด้วยน้ำ และของแข็งที่ถูกล้างจะถูกทำให้แห้งที่อุณหภูมิต่ำเพื่อเตรียมผงกราไฟท์ออกไซด์ กราฟีนออกไซด์เตรียมโดยการลอกผงกราไฟท์ออกไซด์โดยการลอกทางกายภาพและการขยายตัวที่อุณหภูมิสูง สุดท้ายกราฟีนออกไซด์ถูกรีดิวซ์โดยวิธีทางเคมีเพื่อให้ได้กราฟีน (RGO) วิธีนี้ใช้งานง่าย ให้ผลผลิตสูงแต่คุณภาพผลิตภัณฑ์ต่ำ [13] วิธีลดการเกิดออกซิเดชันใช้กรดแก่ เช่น กรดซัลฟิวริกและกรดไนตริก ซึ่งเป็นอันตรายและต้องใช้น้ำในการทำความสะอาดเป็นจำนวนมาก ซึ่งก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก

กราฟีนที่เตรียมโดยวิธีรีดอกซ์ประกอบด้วยหมู่ฟังก์ชันที่ประกอบด้วยออกซิเจนจำนวนมาก และง่ายต่อการปรับเปลี่ยน อย่างไรก็ตาม เมื่อลดกราฟีนออกไซด์ การควบคุมปริมาณออกซิเจนของกราฟีนหลังจากการลดลงเป็นเรื่องยาก และกราฟีนออกไซด์จะลดลงอย่างต่อเนื่องภายใต้อิทธิพลของดวงอาทิตย์ อุณหภูมิสูงในการขนส่ง และปัจจัยภายนอกอื่น ๆ ดังนั้นคุณภาพของผลิตภัณฑ์กราฟีน ที่ผลิตโดยวิธีรีดอกซ์มักจะไม่สอดคล้องกันในแต่ละชุด ซึ่งทำให้ควบคุมคุณภาพได้ยาก
ปัจจุบัน หลายคนสับสนแนวคิดของกราไฟท์ออกไซด์ กราฟีนออกไซด์ และกราฟีนออกไซด์รีดิวซ์ กราไฟท์ออกไซด์มีสีน้ำตาลและเป็นโพลีเมอร์ของกราไฟท์และออกไซด์ กราฟีนออกไซด์เป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการลอกกราไฟท์ออกไซด์เป็นชั้นเดียว สองชั้น หรือชั้นโอลิโก และมีกลุ่มที่ประกอบด้วยออกซิเจนจำนวนมาก ดังนั้นกราฟีนออกไซด์จึงไม่นำไฟฟ้าและมีคุณสมบัติออกฤทธิ์ซึ่งจะช่วยลดปริมาณออกซิเจนได้อย่างต่อเนื่อง และปล่อยก๊าซ เช่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ในระหว่างการใช้งาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างกระบวนการแปรรูปวัสดุที่มีอุณหภูมิสูง ผลิตภัณฑ์หลังจากรีดิวซ์กราฟีนออกไซด์สามารถเรียกว่ากราฟีน (กราฟีนออกไซด์รีดิวซ์)

3. (ซิลิคอนคาร์ไบด์) วิธี SiC epitaxis
วิธี SiC epitaxis คือการระเหิดอะตอมของซิลิคอนให้ห่างจากวัสดุ และสร้างอะตอม C ที่เหลือขึ้นมาใหม่โดยการประกอบตัวเองในสภาพแวดล้อมที่มีสุญญากาศสูงเป็นพิเศษและอุณหภูมิสูง จึงได้กราฟีนตามซับสเตรต SiC วิธีนี้สามารถรับกราฟีนคุณภาพสูงได้ แต่วิธีนี้ต้องใช้อุปกรณ์ที่สูงกว่า