Metoda proizvodnje grafena

1, mehanička metoda skidanja
Metoda mehaničkog skidanja je metoda za dobivanje grafenskih tankoslojnih materijala korištenjem trenja i relativnog kretanja između objekata i grafena. Metoda je jednostavna za rukovanje, a dobijeni grafen obično zadržava kompletnu kristalnu strukturu. Dva britanska naučnika su 2004. godine koristila prozirnu traku za skidanje prirodnog grafita sloj po sloj da bi dobili grafen, koji je takođe klasifikovan kao metoda mehaničkog uklanjanja. Ova metoda se nekada smatrala neefikasnom i nesposobnom za masovnu proizvodnju.
Posljednjih godina, industrija je napravila mnogo inovacija u istraživanju i razvoju u metodama proizvodnje grafena. Trenutno je nekoliko kompanija u Xiamenu, Guangdongu i drugim provincijama i gradovima prevazišlo usko grlo u proizvodnji jeftine velike pripreme grafena, koristeći metodu mehaničkog uklanjanja za industrijsku proizvodnju grafena uz niske troškove i visoku kvalitetu.

2. Redox metoda
Metoda oksidacije-redukcije je oksidacija prirodnog grafita korištenjem kemijskih reagensa kao što su sumporna kiselina i dušična kiselina i oksidansa kao što su kalijev permanganat i vodikov peroksid, povećanje razmaka između slojeva grafita i umetanje oksida između slojeva grafita za pripremu grafitnog oksida. Zatim se reaktant ispere vodom, a isprana čvrsta supstanca se suši na niskoj temperaturi da se dobije prah grafitnog oksida. Grafen oksid je pripremljen ljuštenjem praha grafitnog oksida fizičkim pilingom i ekspanzijom na visokim temperaturama. Konačno, grafen oksid je reduciran hemijskom metodom kako bi se dobio grafen (RGO). Ova metoda je jednostavna za rukovanje, sa visokim prinosom, ali niskim kvalitetom proizvoda [13]. Oksidaciono-redukciona metoda koristi jake kiseline kao što su sumporna i azotna kiselina, što je opasno i zahteva puno vode za čišćenje, što donosi veliko zagađenje životne sredine.

Grafen pripremljen redoks metodom sadrži bogate funkcionalne grupe koje sadrže kisik i lako se modificira. Međutim, pri redukciji grafenskog oksida, teško je kontrolisati sadržaj kisika u grafenu nakon redukcije, a grafen oksid će se kontinuirano reducirati pod utjecajem sunca, visoke temperature u vagonu i drugih vanjskih faktora, tako da kvaliteta proizvoda od grafena proizveden redoks metodom često je nedosljedan od serije do serije, što otežava kontrolu kvalitete.
Trenutno mnogi ljudi brkaju pojmove grafit oksid, grafen oksid i redukovani grafen oksid. Grafitni oksid je smeđi i polimer je grafita i oksida. Grafen oksid je proizvod koji se dobija ljuštenjem grafitnog oksida na jednoslojni, dvostruki ili oligosloj, a sadrži veliki broj grupa koje sadrže kiseonik, pa je grafen oksid neprovodljiv i ima aktivna svojstva, koja će kontinuirano reducirati i oslobađaju gasove kao što je sumpor dioksid tokom upotrebe, posebno tokom obrade materijala na visokim temperaturama. Proizvod nakon redukcije grafenskog oksida može se nazvati grafen (reducirani grafen oksid).

3. (silicijum karbid) SiC epitaksijalna metoda
SiC epitaksijalna metoda je sublimiranje atoma silicija od materijala i rekonstrukcija preostalih C atoma samosastavljanjem u ultravisokom vakuumu i okruženju visoke temperature, čime se dobija grafen na bazi SiC supstrata. Ovom metodom se može dobiti visokokvalitetan grafen, ali ova metoda zahtijeva veću opremu.