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Graphene 준비 개요

현재, 그래 핀을 제조하기위한 많은 방법이있다. 이 논문은 물리적 방법과 화학적 방법으로 구분됩니다.

그래 핀 준비를위한 1 가지 물리적 방법

물리적 방법은 일반적으로 기계적 스트리핑, 방향 선단, 액체 또는 가스 직접 스트리핑 방법을 통해 저렴한 그라파이트 또는 팽창 흑연을 원료로하여 단층 또는 다층 그래 핀을 준비합니다. 이러한 방법은 원료를 얻기 쉽고, 조작은 상대적으로 간단하고 합성 그라 핀 순도가 높고 결함이 적습니다.

1.1 기계적 스트리핑 방법

기계적 스트리핑이나 마이크로 머시닝은 그라 핀 시트를 큰 결정에서 직접 떼어내는 가장 간단한 방법 중 하나입니다. Novoselovt et al. 2004 년에 매우 간단한 마이크로 머시닝 스트리핑 방법으로 고도로 지향 된 열분해 흑연으로부터 단일 층 그래 핀을 스트리핑 및 관찰하여 단층 그래 핀의 독립적 인 존재를 입증했습니다. 구체적인 프로세스는 다음과 같습니다 : 1mm 두께의 고도로 열분해 된 흑연 표면 이온 에칭에서 산소 플라즈마를 사용하십시오. 표면이 20μm 넓이와 2μm 깊이의 마이크로 슬롯을 포토 레지스트로 에칭 할 때 유리 기판에 접착됩니다. 이어서 투명 테이프로 인열 테이프를 반복적으로 제거한 후 과잉 고 배향성 열분해 흑연을 제거하고 마이크로 캡슐을 포함한 유리 기판을 초음파 용 아세톤 용액에 넣고 최종적으로 단결정 실리콘 웨이퍼를 아세톤 용매에 넣고 반 데르 발스 힘 또는 모세관 힘의 사용은 그라 핀 "제거"의 단일 층이 될 것입니다.

그러나,이 방법은 얻어진 제품의 크기가 제어하기 쉽지 않고, 충분히 긴 그래 핀을 안정적으로 제조 할 수 없으며 따라서 산업적 요구를 충족시킬 수없는 등의 몇 가지 단점이있다.

1.2 방향 성 epiphytic 방법 - 결정 성장

Peter W.Sutter et al. graphene에서 매트릭스 "종"의 원자 구조를 사용하여 희박한 금속 루테늄을 성장 매트릭스로 사용했습니다. C 원자는 먼저 1150 ℃에서 루테늄에 침투 한 다음 850 ℃로 냉각된다. 다량의 탄소 원자가 흡수되기 전에 루테늄의 표면으로 부유되어 표면에 모 놀리 식 탄소 원자 "섬"을 형성한다 섬의 "점차적으로 성장, 결국 전체 graphene의 레이어로 성장합니다 .80 %의 첫 번째 레이어 적용 비율 후, 두 번째 레이어가 성장하기 시작, graphene의 바닥과 매트릭스 사이 강한 상호 작용이있다 전자의 층과 기판을 형성 한 후의 제 2 층은 거의 완전히 분리되어 약한 결합 만 남기 때문에 모 놀리 식의 그래 펜 시트가 얻어 지지만,이 방법으로 제조 된 그래 펜 시트는 두께가 불균일 해지기 쉽고, 그래 핀과 매트릭스 사이의 접착력은 준비된 그래 핀 플레이크의 성질에 영향을 미친다.

1.3 액상 및 기상 직접 스트리핑 방법

액상 및 기체 직접 스트립 핑 방법은 흑연 또는 팽창 된 흑연 (EG)의 직접적인 방출 (보통 제거하기 위해 제거 된 산소 함유 그룹의 표면보다 1000 ℃ 높은 온도 상승에 의해)이 유기 용매 또는 물에 첨가되는 것을 말하며, 단일 층 또는 다층 그래 핀 용액의 특정 농도를 생성하기 위해 초음파, 가열 또는 공기 흐름을 사용합니다. Coleman et al. 탄소 나노 튜브의 액상 박리와 같은 방식으로 N- 메틸 - 피 롤리 돈 (NMP)에 분산 된 흑연. 단일 층 그래 핀의 수율은 1 시간의 초음파 후 1 % 였고, 연장 된 초음파 (462 시간)이므로 최대 1.2mg / mL의 그래 핀 농도가되었습니다. 그 결과, 용매와 그라 핀의 상호 작용은 용매가 그라 핀의 표면 에너지와 일치 할 때 그라 핀을 떼어내는 데 필요한 에너지의 균형을 맞출 수 있으며 그라 핀의 표면 장력은 40 ~ 50mJ / M2가 될 수 있음을 보여 주었다. 흑연 시트를 제거하는 효과는 기류의 영향으로 개선 될 수 있습니다. Janowska et al. 사용 된 팽창 흑연을 원료로 사용하고 암모니아를 용매로 사용하여 그라 핀의 총 수율 (~ 8 %)을 향상시키는 마이크로파 조사. 심층적 인 연구에 따르면 고온에서 용매 분해에 의해 생성 된 암모니아는 공기 압력이 그래파이트 시트 사이의 반 데르 발스 힘을 극복하기에 충분한 특정 값을 초과하면 흑연 시트에 침투하여 흑연을 벗겨 낼 수 있습니다.

저렴한 흑연이나 팽창 된 흑연이 원료이기 때문에 화학적 변화가 필요하지 않습니다. 그라 핀의 액상 또는 기상 직접 스트리핑 방법으로 제조하는 것은 저비용, 간단한 조작 및 높은 제품 품질의 장점을 가지고 있지만, 획일적 인 그래 핀 수율이 높고, 라멜라 응집이 심각하며, 안정제 및 기타 결함을 더 제거 할 필요가있다.


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