石墨烯制备方法大致可分为 "自上而下 "和 "自下而上 "两种类型。
自上而下 "的方法涉及石墨的剥离。
自下而上 "的方法包括从气态碳源(主要通过化学气相沉积(CVD))中生长石墨烯。
4 种主要方法说明
1.自上而下法
自上而下 "法主要是通过机械或化学方法剥离石墨以分离石墨烯层。
这种方法通常用于生产石墨烯粉末和纳米颗粒。
这些产品广泛应用于能源存储、聚合物复合材料、涂层和热管理等领域。
这种 "自上而下 "的方法的优势在于其简便性,能够生产出粉末状的石墨烯,易于在各种介质中分散。
2.自下而上 "法
自下而上 "法,尤其是化学气相沉积法,是生产高质量石墨烯最常用的工业相关技术。
CVD 包括在金属基底上高温分解含碳气体,然后冷却,使碳原子在表面形成石墨烯层。
这种方法能够产生大面积、均匀的石墨烯薄膜,这对电子产品的应用至关重要。
CVD 过程需要对气体体积、压力、温度和持续时间等参数进行仔细控制,以确保生产出的石墨烯的质量。
CVD 工艺的最新进展,如铜箔的使用和卷对卷(R2R)工艺,实现了长度几乎无限、宽度有限的石墨烯薄膜的大规模生产,使其适用于大规模工业应用。
3.碳化硅(SiC)的升华
碳化硅升华法是一种高成本方法,需要将碳化硅加热到高温,以去除硅并留下石墨烯层。
4.机械剥离
机械剥离法由 Geim 和 Novoselov 进行了著名的演示,由于其可扩展性有限,主要用于基础研究和调查。
总之,石墨烯的制备涉及多种方法,每种方法都有自己的优势和局限性。
选择哪种方法取决于所需的应用和生产规模。
CVD 是最有希望大规模生产高质量石墨烯的方法,尤其适用于电子应用。
自上而下 "的方法更适合需要粉末或纳米颗粒形式石墨烯的应用。
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