ग्रेफ़नी की तैयारी का अवलोकन

वर्तमान में, graphene की तैयारी के लिए कई तरीके हैं। यह पत्र भौतिक और रासायनिक विधियों में विभाजित है।

Graphene की तैयारी के लिए 1 भौतिक विधि

भौतिक विधि आमतौर पर एकल या बहु-परत ग्रेफेन तैयार करने के लिए मैकेनिकल स्ट्रिपिंग, अभिविन्यास एपिफेहिसी, तरल या गैस सीधे स्ट्रिपिंग पद्धति के माध्यम से कच्चे माल के रूप में सस्ते ग्रेफाइट या विस्तारित ग्रेफाइट पर आधारित है। इन विधियों को कच्चे माल प्राप्त करना आसान है, यह संचालन अपेक्षाकृत सरल है, सिंथेटिक graphene उच्च शुद्धता, कम दोष

1.1 यांत्रिक स्ट्रिपिंग विधि

मैकेनिकल स्ट्रिपिंग या माइक्रो-स्क्रैचिंग, एक बड़े क्रिस्टल से ग्रेफेन शीट सीधे छीलने के लिए सबसे सरल तरीकों में से एक है। नोवोसेलैत एट अल 2004 में एक बहुत ही सरल माइक्रैमाचिड स्ट्रिपिंग पद्धति के साथ उच्च उन्मुख पाइरोलाइटिक ग्रेफाइट से मोनोलायर ग्राफिन को छीनने और देखने में सफल रहा, जिसमें मोनोलायर ग्राफीन की स्वतंत्र उपस्थिति का प्रदर्शन किया गया। विशिष्ट प्रक्रिया इस प्रकार है: 1 मिमी मोटी अत्यधिक उन्मुख पाइरोलाइटिक ग्रेफाइट सतह आयन नक़्क़ाशी में पहला ऑक्सीजन प्लाज्मा का उपयोग करें, जब फोटोराशिस्ट के साथ 20 माइक्रोन चौड़ा और 2 माइक्रोन गहरी सूक्ष्म-स्लॉट, यह कांच के सब्सट्रेट से चिपक जाता है, और तब टेप को आंसू बार-बार एक पारदर्शी टेप के साथ हटा दिया जाता है, और फिर अत्यधिक उच्च उन्मुख पिरालाईटिक ग्रेफाइट को हटा दिया जाता है और माइक्रोकॉप्सूल के साथ ग्लास सब्सट्रेट को अल्ट्रासोनिक के लिए एसीटोन समाधान में रखा जाता है, और अंत में एसीटोन विलायक में मोनोक्रीस्टीलिन सिलिकॉन वफ़र वैन डर वाल्स बल या केशिका बल के उपयोग के लिए ग्रेफेन "निकालें" की एक परत होगी।

हालांकि, इस पद्धति में कुछ कमियां हैं, जैसे प्राप्त किए गए उत्पाद का आकार नियंत्रित करना आसान नहीं है, एक लंबे समय तक पर्याप्त graphene तैयार नहीं कर सकता, और इसलिए औद्योगिक आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकता है।

1.2 उन्मुखीकरण epiphytic विधि - क्रिस्टल विकास

पीटर डब्ल्यू शटर एट अल मैट्रिक्स "प्रजातियां" के परमाणु संरचना का इस्तेमाल करते हुए, विकास मैट्रिक्स के रूप में प्रयुक्त दुर्लभ धातु रूथनियम, graphene से बाहर। सी परमाणुओं को पहली बार 1150 डिग्री सेल्सियस पर रुतबेनियम में घुसपैठ किया जाता है और फिर 850 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा होता है। इससे पहले कि कार्बन परमाणुओं की बड़ी मात्रा अवशोषित हो जाती है, वे सतह पर एक अखंड कार्बन परमाणु "द्वीप" बनते हैं, जो रुतबेनियम की सतह पर तैरते हैं सब्सट्रेट के द्वीप, "धीरे-धीरे बड़े होते हैं, अंततः संपूर्ण ग्राफीन की परत में होते हैं। 80% की पहली परत कवरेज दर के बाद, दूसरी परत बढ़ने लगी, graphene के नीचे और मैट्रिक्स के बीच एक मजबूत बातचीत होती है पूर्व परत के गठन के बाद दूसरी परत और सब्सट्रेट लगभग पूरी तरह से अलग हो गया है, केवल कमजोर युग्मन छोड़कर, इस प्रकार, एक अखंड ग्रेफेन शीट तैयार किया गया था। हालांकि, इस पद्धति द्वारा निर्मित ग्रेफेन शीट मोटाई में असमान होते हैं, और ग्रेफेन और मैट्रिक्स के बीच आसंजन तैयार ग्रेफेन फ्लेक्स के गुणों को प्रभावित करता है।

1.3 तरल चरण और गैस चरण सीधी स्ट्रिपिंग विधि

तरल चरण और गैसीय सीधी स्ट्रिपिंग पद्धति ग्रेफाइट या विस्तारित ग्रेफाइट (ईजी) (आमतौर पर तेजी से तापमान बढ़ने से ऑक्सीजन युक्त समूहों की सतह से 1000 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ जाती है) को सीधे कार्बनिक विलायक या पानी में जोड़ा जाता है, एकल या मल्टी-लेयर ग्रेफेन समाधान की एक निश्चित एकाग्रता का उत्पादन करने के लिए अल्ट्रासाउंड, ताप या वायु प्रवाह के साथ। कोलमैन एट अल कार्बन नैनोट्यूब के तरल-चरण छीलने के रूप में उसी तरीके से एन-मिथाइल-पियरोलीडोन (एनएमपी) में ग्रेफाइट भरे। मोनोलायर ग्राफीन की पैदावार अल्ट्रासाउंड के 1 घंटे और लंबे समय तक अल्ट्रासाउंड (462 एच) के बाद 1% थी, ताकि 1.2 मिलीग्राम / एमएल तक की ग्रेफेन एकाग्रता हो। परिणाम बताते हैं कि विलायक और ग्रेफेन के बीच की बातचीत में graphene की सतह ऊर्जा से मेल खाता है, और graphene की सतह तनाव 40 ~ 50 एम जे / एम 2 हो सकता है जब graphene बंद छील करने के लिए आवश्यक ऊर्जा संतुलन कर सकते हैं। ग्रेफाइट शीट को अलग करने का असर एयरफ्लो के प्रभाव से सुधार किया जा सकता है। जानोस्का एट अल विलायक के रूप में अमोनिया के साथ graphene (~ 8%) की कुल उपज में सुधार के लिए कच्चे माल और माइक्रोवेव विकिरण के रूप में विस्तारित ग्रेफाइट का इस्तेमाल किया। गहराई से अध्ययन से पता चला है कि उच्च तापमान पर विलायक विघटन द्वारा उत्पादित अमोनिया ग्रेफाइट शीट में घुसना और ग्रेफाइट से छील कर सकता है जब वायु दबाव ग्रेफाइट शीट्स के बीच वैन डेर वाल्स बल से उबरने के लिए एक निश्चित मूल्य से अधिक है।

कच्चे माल के रूप में सस्ते ग्रेफाइट या विस्तारित ग्रेफाइट की वजह से, तैयारी प्रक्रिया में रासायनिक परिवर्तन शामिल नहीं होता है तरल चरण या गैस चरण की सीधी स्ट्रिपिंग पद्धति के द्वारा ग्रेफेन की तैयारी कम लागत, सरल संचालन और उच्च उत्पाद की गुणवत्ता के फायदे हैं, लेकिन अखंड गपनी उपज भी है, उच्च, लंबरल ढेर गंभीर, स्थिरता और अन्य दोषों को दूर करने की आवश्यकता है।