【鏈接】石墨烯制備技術一覽
自2004年Geim等首次用微機械剝離法制備出石墨烯以來，科研人員開發出眾多制備石墨烯的方法，其中比較主流的方法有外延生長法、化學氣相沉淀(CVD)法和氧化石墨還原法等。
●微機械剝離法 石墨烯首先由微機械剝離法制得。微機械剝離法是用透明膠帶將高定向熱解石墨片按壓到其他表面上進行多次剝離，最終得到單層或數層的石墨烯。該法操作簡單、制作樣本質量高，是當前制取單層高品質石墨烯的主要方法。但其可控性較差，制得的石墨烯尺寸較小且存在很大的不確定性，同時效率低，成本高，不適合大規模生產。
●外延生長法 外延生長法包括碳化硅外延生長法和金屬催化外延生長法。碳化硅外延生長法是在高溫下加熱SiC單晶體，使Si原子被蒸發而脫離表面，剩下的C原子通過自組形式重構得到石墨烯。金屬催化外延生長法是在超高真空條件下，將碳氫化合物通入到具有催化活性的過渡金屬基底表面，通過加熱使吸附氣體催化脫氫從而制得石墨烯。這兩種方法所制備的石墨烯多為單層，可大面積制備出均勻的石墨烯。
●化學氣相沉淀(CVD)法 被認為最有希望制備出高質量、大面積的石墨烯的方法，也是產業化生產石墨烯薄膜最具潛力的方法。該法將碳氫化合物通入到高溫加熱的金屬基底表面反應后冷卻，冷卻過程中在基底表面會形成數層或單層石墨烯。該法與金屬催化外延生長法類似，其優點是可以在更低溫度下進行，降低能量消耗，并且石墨烯易于分離，有利于后續的加工處理。
●氧化石墨還原法 該法也被認為是目前制備石墨烯的最佳方法之一。該方法操作簡單、制備成本低，可以大規模地制備出石墨烯，已成為石墨烯制備的有效途徑。其具體操作過程是先用強氧化劑將石墨氧化成氧化石墨，在石墨層間穿插一些含氧官能團，后經超聲可形成單層或數層氧化石墨烯，再用強還原劑將氧化石墨烯還原成石墨烯。
其他制備石墨烯的方法還有碳納米管切割法、石墨插層法、離子注入法、高溫高壓(HPHT)生長法、爆炸法以及有機合成法等。
電池網微信
