วิธีการผลิตกราฟีน

1 วิธีการลอกแบบกล
วิธีการลอกเชิงกลเป็นวิธีการเพื่อให้ได้วัสดุชั้นบางกราฟีนโดยใช้แรงเสียดทานและการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างวัตถุกับกราฟีน วิธีนี้ใช้งานง่ายและกราฟีนที่ได้รับมักจะมีโครงสร้างผลึกที่สมบูรณ์ ในปี 2547 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษสองคนใช้เทปใสในการลอกชั้นกราไฟท์ตามธรรมชาติออกทีละชั้นเพื่อให้ได้กราฟีนซึ่งจัดเป็นวิธีการลอกแบบเชิงกล วิธีนี้เคยถือว่าไม่มีประสิทธิภาพและไม่สามารถผลิตจำนวนมากได้
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาอุตสาหกรรมได้ทำการวิจัยและพัฒนานวัตกรรมมากมายเกี่ยวกับวิธีการผลิตกราฟีน ในปัจจุบัน บริษัท หลายแห่งในเซียะเหมินกวางตุ้งและจังหวัดและเมืองอื่น ๆ ได้เอาชนะคอขวดการผลิตของการเตรียมกราฟีนขนาดใหญ่ที่มีต้นทุนต่ำโดยใช้วิธีการปอกเชิงกลเพื่อผลิตกราฟีนในระดับอุตสาหกรรมที่มีต้นทุนต่ำและมีคุณภาพสูง

2. วิธีรีดอกซ์
วิธีการลดออกซิเดชั่นคือการออกซิไดซ์กราไฟต์ธรรมชาติโดยใช้น้ำยาเคมีเช่นกรดซัลฟิวริกและกรดไนตริกและสารออกซิแดนท์เช่นด่างทับทิมและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เพิ่มระยะห่างระหว่างชั้นกราไฟต์และแทรกออกไซด์ระหว่างชั้นกราไฟต์เพื่อเตรียม GraphiteOxide จากนั้นสารตั้งต้นจะถูกล้างด้วยน้ำและของแข็งที่ล้างแล้วจะถูกทำให้แห้งที่อุณหภูมิต่ำเพื่อเตรียมผงแกรไฟต์ออกไซด์ กราฟีนออกไซด์ถูกเตรียมโดยการลอกผงแกรไฟต์ออกไซด์โดยการปอกเปลือกทางกายภาพและการขยายตัวที่อุณหภูมิสูง ในที่สุดกราฟีนออกไซด์จะถูกลดลงโดยวิธีทางเคมีเพื่อให้ได้กราฟีน (RGO) วิธีนี้ใช้งานง่ายให้ผลผลิตสูง แต่คุณภาพของผลิตภัณฑ์ต่ำ [13] วิธีการลดออกซิเดชั่นใช้กรดแก่เช่นกรดซัลฟิวริกและกรดไนตริกซึ่งเป็นอันตรายและต้องใช้น้ำมากในการทำความสะอาดซึ่งก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก

กราฟีนที่เตรียมโดยวิธีรีดอกซ์ประกอบด้วยหมู่ฟังก์ชันที่มีออกซิเจนสูงและง่ายต่อการปรับเปลี่ยน อย่างไรก็ตามเมื่อลดกราฟีนออกไซด์จะเป็นการยากที่จะควบคุมปริมาณออกซิเจนของกราฟีนหลังการลดและกราฟีนออกไซด์จะลดลงอย่างต่อเนื่องภายใต้อิทธิพลของดวงอาทิตย์อุณหภูมิสูงในสายการบินและปัจจัยภายนอกอื่น ๆ ดังนั้นคุณภาพของผลิตภัณฑ์กราฟีน ที่ผลิตโดยวิธีรีดอกซ์มักไม่สอดคล้องกันจากแบทช์ไปยังแบทช์ซึ่งทำให้ควบคุมคุณภาพได้ยาก
ในปัจจุบันหลายคนสับสนแนวคิดของแกรไฟต์ออกไซด์กราฟีนออกไซด์และกราฟีนออกไซด์ที่ลดลง กราไฟต์ออกไซด์มีสีน้ำตาลและเป็นโพลีเมอร์ของกราไฟต์และออกไซด์ กราฟีนออกไซด์เป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการลอกกราไฟท์ออกไซด์เป็นชั้นเดียวชั้นสองชั้นหรือชั้นโอลิโกและมีกลุ่มที่มีออกซิเจนจำนวนมากดังนั้นกราฟีนออกไซด์จึงไม่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและมีคุณสมบัติที่ใช้งานอยู่ซึ่งจะช่วยลดอย่างต่อเนื่อง และปล่อยก๊าซเช่นซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในระหว่างการใช้งานโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการแปรรูปวัสดุที่มีอุณหภูมิสูง ผลิตภัณฑ์หลังการรีดิวซ์แกรฟีนออกไซด์สามารถเรียกว่ากราฟีน (กราฟีนออกไซด์ที่ลดลง)

3. (ซิลิกอนคาร์ไบด์) วิธี SiC epitaxial
วิธี SiC epitaxial คือการทำให้อะตอมของซิลิกอนระเหิดห่างจากวัสดุและสร้างอะตอม C ที่เหลือขึ้นมาใหม่โดยการประกอบตัวเองในสุญญากาศสูงพิเศษและสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงจึงได้รับกราฟีนตามพื้นผิว SiC วิธีนี้สามารถหากราฟีนคุณภาพสูงได้ แต่วิธีนี้ต้องใช้อุปกรณ์ที่สูงกว่า


เวลาโพสต์: ม.ค. 25-2564