Vue d’ensemble de la préparation du graphène

À l’heure actuelle, il existe de nombreuses méthodes pour la préparation du graphène. Ce document est divisé en des méthodes physiques et chimiques.

1 méthode physique pour la préparation du graphène

La méthode physique repose généralement sur le graphite à bas prix ou graphite expansé comme matière première, par le biais de mécanique décapage, orientation epiphysees, de liquide ou de gaz direct décapage méthode pour préparer seul ou de plusieurs couche de graphène. Ces méthodes sont faciles à obtenir des matières premières, l’opération est relativement simple et synthétique graphène haute pureté, moins de défauts.

1.1 méthode de décapage mécanique

Décapage mécanique ou micro usinage est l’une des façons plus simples à peler directement une feuille de graphène un cristal plus gros. Novoselovt et coll. Succeeded en décapage et en observant le graphène monocouche de graphite pyrolytique hautement orienté avec un micro-usinés très simple méthode de décapage en 2004, démontrant la présence indépendante du graphène monocouche. Le processus spécifique est la suivante : tout d’abord utiliser le plasma d’oxygène dans la 1 mm épais du graphite pyrolytique hautement orienté surface gravure ionique, lorsque la surface 20 μm de large et 2 μm de gravure profonde micro-slot, avec résine photosensible sera il est collé sur le substrat de verre et puis les bandelettes est à plusieurs reprises enlevé avec un ruban adhésif transparent, puis le graphite pyrolytique hautement orienté excès est enlevé et le substrat en verre avec les microcapsules est placé dans la solution d’acétone pour ultrasons et enfin la plaquette de silicium monocristallin dans le solvant de l’acétone, l’utilisation de la force de van der Waals ou force capillaire sera une seule couche de graphène « supprimer ».

Toutefois, cette méthode présente certains inconvénients, comme la taille du produit obtenu n’est pas facile à contrôler, peut préparer pas fiable un assez long graphène et ne peut donc pas répondre aux besoins industriels.

méthode d’épiphytes orientation 1.2 - croissance cristalline

Peter W.Sutter et coll. utilisé rare métal ruthénium comme la matrice de croissance, à l’aide de la structure atomique de la matrice « espèces » de graphène. Les atomes de carbone sont tout d’abord se sont infiltrés dans ruthénium à 1150 ° C et ensuite refroidis à 850 ° C. Avant la grande quantité d’atomes de carbone sont absorbés, ils flottent à la surface du ruthénium, formant un atome de carbone monolithique « île » à la surface du substrat, île « grandir peu à peu, finissent par se transformer en une couche de graphène complet. Après le premier taux de couverture de couche de 80 %, la seconde couche commence à se développer, le bas du graphène et la matrice il existe une forte interaction entre la seconde couche après la formation de la couche ancienne et le substrat est presque complètement séparé, laissant seulement faible couplage, par conséquent, une feuille de graphène monolithique a été préparée. Toutefois, les feuilles de graphène produites par cette méthode ont tendance à être inégaux d’épaisseur, et l’adhérence entre le graphène et la matrice affecte les propriétés les prêt de flocons de graphène.

1.3 phase liquide et phase gazeuse direct méthode de décapage

Phase liquide et gazeuse méthode de décapage directe se réfère à la libération directe de graphite ou de graphite expansé (EG) (habituellement par la montée rapide de la température à 1000 ° C au-dessus de la surface du contenant de l’oxygène groupes supprimés pour obtenir) ajouté à un solvant organique ou de l’eau, avec débit par ultrasons, de chauffage ou d’air pour produire une certaine concentration de solution unique ou plusieurs couches de graphène. Coleman et al dispersé graphite dans N-méthyl-pyrrolidone (NMP) de la même manière que l’épluchage de la phase liquide des nanotubes de carbone. Le rendement du graphène monocouche était de 1 % après une heure de l’échographie et prolongée par ultrasons (462 h) pour que la concentration de graphène allant jusqu'à 1,2 mg/ml. Les résultats montrent que l’interaction entre le solvant et le graphène peut équilibrer l’énergie nécessaire pour décoller le graphène lorsque le solvant correspond à l’énergie de surface du graphène, et la tension superficielle du graphène peut être 40 ~ 50mJ / M2. L’effet de la feuille de graphite de décapage peut être améliorée par l’impact du flux d’air. Janowska al utilisé graphite expansé comme matière première et l’irradiation hyperfréquence pour améliorer le rendement total de graphène (~ 8 %) avec de l’ammoniaque comme solvant. Des études approfondies ont montré que l’ammoniac produit par solvant décomposition à haute température peut pénétrer dans la feuille de graphite et Décollez le graphite lorsque la pression dépasse une certaine valeur assez pour vaincre les forces de van der Waals entre les feuilles de graphite.

En raison du graphite à bas prix ou graphite expansé comme matière première, le processus de préparation n’implique pas de changement chimique. La préparation du graphène en phase liquide ou en phase gazeuse direct décapage méthode a les avantages de coût bas, opération simple et de haute qualité des produits, mais il y a aussi monolithique graphène rendement élevé, lamellaires agglomération grave, faut encore retirer le stabilisateur et autres défauts.