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石墨稀是怎么提煉出來的?

來源:上海鴻鈞碳素材料有限公司作者:小小網(wǎng)址:http://wap.asliuxian.cn

石墨烯分為石墨烯粉體和石墨烯薄膜兩大類。常見的石墨粉體生產(chǎn)的方法為機(jī)械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法。石墨烯薄膜生產(chǎn)方法為化學(xué)氣相沉積法(CVD)。


一、石墨烯粉體生產(chǎn)方法

  1、機(jī)械剝離法

  機(jī)械剝離法是利用物體與石墨烯之間的摩擦和相對(duì)運(yùn)動(dòng),得到石墨烯薄層材料的方法。這種方法操作簡單,得到的石墨烯通常保持著完整的晶體結(jié)構(gòu)。

  2、氧化還原法

  氧化還原法是通過使用硫酸、硝酸等化學(xué)試劑及高猛酸鉀、雙氧水等氧化劑將天然石墨氧化,增大石墨層之間的間距,在石墨層與層之間插入氧化物,制得氧化石墨。然后將反應(yīng)物進(jìn)行水洗,并對(duì)洗凈后的固體進(jìn)行低溫干燥,制得氧化石墨。通過物理剝離、高溫膨脹等方法對(duì)氧化石墨粉體進(jìn)行剝離,制得氧化石墨烯。后通過化學(xué)法將氧化石墨烯還原,得到石墨烯。

這種方法操作簡單,產(chǎn)量高,但是產(chǎn)品質(zhì)量較低  。氧化還原法使用硫酸、硝酸等強(qiáng)酸,以及使用大量的水進(jìn)行清洗,帶大較大的環(huán)境污染。

  3、SiC外延法
  SiC外延法是通過在超高真空的高溫環(huán)境下,使硅原子升華脫離材料,剩下的C原子通過自組形式重構(gòu),從而得到基于SiC襯底的石墨烯。這種方法可以獲得高質(zhì)量的石墨烯,但是這種方法對(duì)設(shè)備要求較高。



二、石墨烯薄膜生產(chǎn)方法
  CVD是使用含碳有機(jī)氣體為原料進(jìn)行,氣相沉積制得石墨烯薄膜的方法。這是目前生產(chǎn)石墨烯薄膜有效的方法。這種方法制備的石墨烯具有面積大和質(zhì)量高的特點(diǎn),但現(xiàn)階段成本較高,工藝條件還需進(jìn)一步完善。由于石墨烯薄膜的厚度很薄,因此大面積的石墨烯薄膜無法單獨(dú)使用,必須附著在宏觀器件中才有使用價(jià)值,例如觸摸屏、加熱器件等。
  
  石墨烯目前有潛力的應(yīng)用是成為硅的替代品,制造超微型晶體管,用來生產(chǎn)未來的超級(jí)計(jì)算機(jī)。用石墨烯取代硅,計(jì)算機(jī)處理器的運(yùn)行速度將會(huì)快數(shù)百倍。

  另外,石墨烯幾乎是完全透明的,只吸收2.3%的光。另一方面,它非常致密,即使是小的氣體原子(氫原子)也無法穿透。這些特征使得它非常適合作為透明電子產(chǎn)品的原料,如透明的觸摸顯示屏、發(fā)光板和太陽能電池板。

  作為目前發(fā)現(xiàn)的薄、強(qiáng)度大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能強(qiáng)的一種新型納米材料,石墨烯被稱為“黑金”,是“新材料之首”。

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