Trosolwg O Paratoi Grapen

Ar hyn o bryd, mae yna lawer o ddulliau ar gyfer paratoi graphene. Rhennir y papur hwn yn ddulliau ffisegol a chemegol.

1 dull corfforol ar gyfer paratoi graphene

Mae'r dull corfforol fel rheol wedi'i seilio ar graffit rhad neu graffit wedi'i ehangu fel deunydd crai, trwy ddulliau sganio mecanyddol, epiffyau cyfeiriadedd, dull stripio uniongyrchol hylif neu nwy i baratoi graffn sengl neu aml-haen. Mae'r dulliau hyn yn hawdd i gael deunyddiau crai, mae'r llawdriniaeth yn gymharol syml, purdeb synthetig purdeb uchel, llai o ddiffygion.

1.1 dull tynnu mecanyddol

Mae sganio mecanyddol neu ficromachining yn un o'r ffyrdd symlaf o guddio dalen graffen yn uniongyrchol o grisial mwy. Novoselovt et al. Wedi llwyddo i dorri a chadw graffne monolayer o graffit pyrolytig hynod gyfeiriol gyda dull tynnu syml syml micromachinedig yn 2004, gan ddangos presenoldeb annibynnol y gorsaf monolayer. Mae'r broses benodol fel a ganlyn: defnyddiwch y plasma ocsigen yn gyntaf yn yr ysgythriad ïon arwyneb graffit pyrolytig sy'n uchel iawn o drwch 1 mm, pan fydd yr ysgythriad arwyneb 20 μm o led a micro-slot ddwfn 2 μm, gyda ffotograffydd yn cael ei gludo i'r is-haen wydr, ac yna caiff tâp chwistrellu ei dynnu dro ar ôl tro gyda thâp tryloyw, ac yna caiff y graffit pyrolytig hynod gyfeiriol ei dynnu a rhoddir yr is-haen gwydr gyda'r microscyffiwlau yn y datrysiad acetone ar gyfer ultrasonic, ac yn olaf y silff silicon monocrystalline I mewn i'r toddydd asetone, y bydd defnyddio grym fan der Waals neu grym capilaidd yn un haen o graphene "dileu".

Fodd bynnag, mae gan y dull hwn rai anfanteision, fel maint y cynnyrch a gafwyd, ddim yn hawdd i'w reoli, ni all baratoi defaid ddigon hir yn ddibynadwy, ac felly ni all ddiwallu'r anghenion diwydiannol.

1.2 dull cyfeirio epiphytig - twf crisial

Peter W.Sutter et al. Rutheniwm metel prin a ddefnyddiwyd fel y matrics twf, gan ddefnyddio strwythur atomig y mathau "mathau" o'r tuedden. Ymgorfforir yr atomau C i mewn i rutheniwm yn 1150 ° C ac yna'n oeri i 850 ° C. Cyn y bydd y rhan fwyaf o atomau carbon yn cael eu hamsugno, maent yn arnofio i wyneb y rutheniwm, gan ffurfio atyn carbon monolithig "ynys" ar yr wyneb o'r is-haen, mae Ynys "yn tyfu'n raddol, yn y pen draw yn tyfu i mewn i haen o grawnnyn cyflawn. Ar ôl y gyfradd ymdriniaeth haen gyntaf o 80%, dechreuodd yr ail haen i dyfu, gwaelod y graphene a'r matrics mae rhyngweithio cryf rhwng mae'r ail haen ar ôl ffurfio'r haen flaenorol a'r is-haen wedi ei wahanu'n gyfan gwbl bron, gan adael ymuniad gwan yn unig. Felly, paratowyd dalen grawnneu monolithig. Fodd bynnag, mae'r taflenni graffn a gynhyrchir gan y dull hwn yn dueddol o fod yn anwastad mewn trwch, ac mae adlyniad rhwng graphene a'r matrics yn effeithio ar briodweddau'r ffonau grawnne a baratowyd.

1.3 Dull stripio uniongyrchol cyfnod cam nwy a nwy

Mae cam hylifol a dull stripio uniongyrchol yn cyfeirio at ryddhau uniongyrchol graffit neu graffit estynedig (EG) (fel arfer trwy gynnydd tymheredd cyflym i 1000 ° C uwchlaw wyneb y grwpiau sy'n cynnwys ocsigen sydd wedi'u tynnu i gael eu hychwanegu at doddydd organig neu ddŵr, gyda uwchsain, gwresogi neu lif aer i gynhyrchu crynodiad penodol o ddatrysiad sengl unigol neu aml-haen. Coleman et al. Graffit wedi'u gwasgaru yn N-methyl-pyrrolidone (NMP) yn yr un modd â pheidio â chodi nython carbon o nanotubau carbon. Roedd cynnyrch graphene monolayer yn 1% ar ôl 1 awr o uwchsain, a uwchsain hir (462 h) Fel bod y crynodiad graphene hyd at 1.2 mg / ml. Dengys y canlyniadau y gallai'r rhyngweithio rhwng y toddydd a'r graphene gydbwyso'r egni sydd ei angen i ddiffodd y graphene pan fydd y toddydd yn cyfateb i ynni wyneb y grawn, a gall tensiwn wyneb y grawn fod yn 40 ~ 50mJ / M2. Gellir gwella effaith taflen graffit stripio trwy effaith llif awyr. Janowska et al. Defnyddiwyd graffit wedi'i ehangu fel deunydd crai ac arbelydru microdon i wella cyfanswm y graphene (~ 8%) gydag amonia fel toddydd. Mae astudiaethau manwl wedi dangos y gall amonia a gynhyrchir gan ddadfeddiannu toddyddion ar dymheredd uchel fynd i'r daflen graffit a'i guddio oddi ar y graffit pan fo'r pwysedd aer yn fwy na gwerth penodol i oresgyn grym fan der Waals rhwng y taflenni graffit.

Oherwydd y graffit rhad neu graffit wedi'i ehangu fel deunydd crai, nid yw'r broses baratoi yn golygu newid cemegol. Mae manteision cost isel, syml yn cael ei baratoi trwy gyfrwng cam hylifol neu gam nwy yn uniongyrchol, ac mae ansawdd uchel o gynnyrch, ond mae yna hefyd gynnyrch graphene monolithig, Uchel, crynhoad lamel difrifol, angen i symud ymhellach y sefydlogydd a diffygion eraill.