國內目前通常制備石墨烯的方法大致有:
1. 機械剝離法
包含撕膠帶法,利用物體與石墨烯之間的摩擦和相對運動,得到石墨烯薄層材料的方法。
2.化學氣相沉積法(CVD)
化學氣相沉積法是使用含碳有機氣體為原料進行氣相沉積制得石墨烯薄膜的方法。
3.碳化硅表面外延生長法
該法是通過加熱單晶碳化硅脫除硅 ,在單晶(0001) 面上分解出石墨烯片層。
4. 氧化還原法
通過化學法將氧化石墨烯還原,得到石墨烯(RGO)。該方法由于制備成本較低且可進行規模化制備等優勢而成為當前制備石墨烯最受歡迎的方法。其實質為使天然石墨、強酸及強氧化性等物質產生反應并生成氧化石墨,而后經超聲分散即可完成氧化石墨烯的制備。待制備出氧化石墨烯后加入還原劑以去除,將其表面的含氧基團如羧基與環氧基還原去除,至此便成功制備出石墨烯。
5. 取向附生法
取向附生法是利用生長基質原子結構“種”出石墨烯。
6.切割碳納米管法
切割碳納米管也是制造石墨烯帶的正在試驗中的方法。其中一種方法用過錳酸鉀和硫酸切開在溶液中的多層壁碳納米管。
7.溶劑剝離法
該方法通過將少量石墨散于溶劑中,配制成低濃度分散液,而后使用超聲波破壞石墨層間存在的范德華力,經過上述操作溶劑便可成功插入石墨層并進行逐層剝離,至此石墨烯制備完成。通過運用溶劑剝離法能夠制備出優質石墨烯,且操作過程中不會損壞石墨烯的表面。
8. 微機械剝離法
Geim等于2004年首次使用微機械剝離法從高定向熱裂解石墨中剝離出單層石墨烯,并對其二維晶體結構存在原因進行了揭示。Meyer等于2007年發現,單層石墨烯其表面存在一定高度褶皺,褶皺程度與石墨烯層數呈反比例。出現上述現象的原因可能是單層石墨烯降低表面能而由二維形貌轉向三維形貌,由此推測,其表面褶皺極可能是二維石墨烯存在必不可缺的條件 。
9.電化學法
該方法通過將2個高純石墨棒平行插入含離子液體水溶液中,將電壓控制于10V一20V,半小時后陽極石墨棒便遭到腐蝕,而離子液體中的陽離子于陰極被還原并構成自由基,此類自由基與石墨烯片中存在的 電子相結合,至此離子液體功能化的石墨烯片形成,而后將電解槽中黑色沉淀物以無水乙醇加以洗滌,并于60攝氏度下干燥2個小時便可獲得石墨烯,但此方法制備所得的石墨烯其片層較單原子層厚度更大。
10.電弧法
電弧法也可用于制備石墨烯,但需保持大電流、氫氣氛圍與高電壓,使2個石墨電極盡量靠攏,當其靠攏到某種程度就會產生電弧放電。此時陰極附近可以收集到諸如CNTs、碳物質等,而石墨烯則可在反應室內壁獲得。
另外還有超臨界流體剝離法、有機合成法等。
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