石墨烯的天然来源主要包括石墨和甲烷气体。石墨是一种天然矿物,是 "自上而下 "石墨烯生产方法的主要来源,即用机械方法从石墨中剥离石墨烯。另一方面,甲烷气体被广泛用于 "自下而上 "法,尤其是化学气相沉积法(CVD),它为石墨烯合成提供了必要的碳源。
石墨作为碳源:
石墨是一种由石墨烯层堆叠而成的碳晶体。在 "自上而下 "的方法中,石墨烯是通过机械剥离从石墨中提取出来的,在这个过程中,石墨烯层是通过胶带或其他机械手段剥离下来的。这种方法由安德烈-盖姆(Andre Geim)和科斯佳-诺沃肖洛夫(Kostya Novoselov)于 2004 年首次展示,由于其大规模生产的可扩展性有限,因此主要用于研究目的。剥离的石墨烯可用于各种用途,包括能量存储、聚合物复合材料和涂层。甲烷作为一种能源:
甲烷是一种碳氢化合物气体,是 CVD 工艺合成石墨烯过程中最常用的碳源。在这种方法中,甲烷在铜或镍等金属催化剂表面的高温下分解,形成石墨烯层。甲烷的作用至关重要,因为它为石墨烯的生长提供了必要的碳原子。CVD 工艺可以生产出大面积、高质量的石墨烯薄膜,这对商业应用,尤其是电子产品的应用至关重要。
催化剂和其他注意事项: