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【价值材料】石墨烯四大干流制备办法
来源:未知 作者:admin 发布时间:2018-09-12 22:00 浏览量:

  【价值材料】石墨烯四大干流制备办法

  石墨烯制备技能开展迅速。石墨烯优秀的功能和广泛的使用远景,极大的促进了石墨烯制备技能的快速开展。自2004年Geim等初次用微机械剥离法制备出石墨烯以来,科研人员又开发出很多制备石墨烯的办法。其间比较干流的办法有外延成长法、化学气相沉积CVD法和氧化石墨还原法等。

  现有制法还不能满意石墨烯产业化的要求。包括微机械剥离法、外延成长法、化学气相沉积CVD法和氧化石墨还原法在内的很多制备办法现在仍不能满意产业化的要求。特别是产业化要求石墨烯制备技能能安稳、低本钱地出产大面积、纯度高的石墨烯,这一制备技能上的问题至今没有处理。

  微机械剥离法

  石墨烯首先由微机械剥离法制得。微机械剥离法便是用通明胶带将高定向热解石墨片按压到其他外表上进行屡次剥离,终究得到单层或数层的石墨烯。2004年,Geim,Novoselov等就是经过此办法在世界上初次得到了单层石墨烯,证明了二维晶体结构在常温下是能够存在的。

  微机械剥离办法操作简略、制造样本质量高,是当时制取单层高品质石墨烯的首要办法。但其可控性较差,制得的石墨烯尺度较小且存在很大的不确定性,一起功率低,本钱高,不适合大规模出产。

  外延成长法

  外延成长办法包括碳化硅外延成长法和金属催化外延成长法。碳化硅外延成长法是指在高温下加热SiC单晶体,使得SiC外表的Si原子被蒸腾而脱离外表,剩余的C原子经过自组方式重构,环亚国际娱乐!然后得到根据SiC衬底的石墨烯。

  金属催化外延成长法是在超高真空条件下将碳氢化合物通入到具有催化活性的过渡金属基底如Pt、Ir、Ru、Cu等外表,经过加热使吸附气体催化脱氢然后制得石墨烯。气体在吸附进程中能够长满整个金属基底,而且其成长进程为一个自限进程,即基底吸附气体后不会重复吸收,因而,所制备出的石墨烯多为单层,且能够大面积地制备出均匀的石墨烯。

  化学气相沉积CVD法:最具潜力的大规模出产办法

  CVD法被以为最有期望制备出高质量、大面积的石墨烯,是产业化出产石墨烯薄膜最具潜力的办法。化学气相沉积CVD法详细进程是:将碳氢化合物甲烷、乙醇等通入到高温加热的金属基底Cu、Ni外表,反响继续必定时刻后进行冷却,冷却进程中在基底外表便会形成数层或单层石墨烯,此进程中包括碳原子在基底上溶解及分散成长两部分。该办法与金属催化外延成长法相似,其长处是能够在更低的温度下进行,然后能够下降制备进程中能量的消耗量,而且石墨烯与基底能够经过化学腐蚀金属办法容易地别离,有利于后续对石墨烯进行加工处理。

  三星用这种办法获得了对角长度为30英寸的单层石墨烯,显示出这种办法作为产业化出产办法的巨大潜力。但该进程所制备出的石墨烯的厚度难以操控,在沉积进程中只要小部分可用的碳转变成石墨烯,且石墨烯的搬运进程杂乱。

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