Existen varios métodos diferentes dependiendo de las materias primas y usos. En términos generales, existen métodos de deposición de vapor, métodos redox y métodos de intercalación.
1 El método de deposición de gas utiliza principalmente gas que contiene carbono (metano, metano). Bajo ciertas condiciones de temperatura y presión, los átomos de carbono se adhieren a la base de crecimiento para formar una sola capa de material de estructura de carbono y crecen gradualmente. . Ventajas: El grafeno resultante tiene una buena estructura y su tamaño no está limitado por las materias primas. Desventajas: El proceso de preparación es complejo y la eficiencia de producción es baja.
2 El método redox utiliza un oxidante para oxidar el grafito capa por capa y utiliza ultrasonidos y otros métodos para desprender las capas oxidadas. Posteriormente, la capa de óxido de grafito se reduce utilizando un agente reductor para obtener grafeno. Ventajas: bajo costo y alta eficiencia de producción. Desventajas: el tamaño del grafeno producido está determinado por las materias primas y los oxidantes y agentes reductores utilizados pueden contaminar el medio ambiente.
3 El método de intercalación consiste en rellenar los huecos entre capas de grafito con sustancias de intercalación, superando así la fuerza de van der Waals entre capas, provocando que cada capa se disperse, obteniendo así grafeno. Este método aún se encuentra en la etapa de investigación y desarrollo.
Información ampliada:
El grafeno tiene excelentes propiedades ópticas, eléctricas y mecánicas y tiene importantes aplicaciones en ciencia de materiales, micronanoprocesamiento, energía, biomedicina y administración de fármacos. considerado un material revolucionario en el futuro. Los físicos Andre Geim y Konstantin Novoselov de la Universidad de Manchester en el Reino Unido separaron con éxito el grafeno del grafito mediante un método de exfoliación micromecánica y, por lo tanto, ganaron juntos el Premio Nobel de Física de 2010.
Los métodos comunes de producción de polvo de grafeno son el método de exfoliación mecánica, el método redox, el método de crecimiento epitaxial de SiC y el método de producción de película delgada es la deposición química de vapor (CVD). El 31 de marzo de 2018, se inauguró en Heze, Shandong, la primera línea de producción de dispositivos optoelectrónicos solares orgánicos de grafeno de producción en masa totalmente automática de China. El proyecto produce principalmente células solares orgánicas de grafeno (en lo sucesivo, OPV de grafeno) que pueden generar electricidad en condiciones de poca luz. Resuelve los tres principales problemas de generación de energía solar: limitaciones de aplicación, sensibilidad angular y dificultad para dar forma.
1 Grafeno de una sola capa
Grafeno de una sola capa (Grafeno): se refiere a una capa de átomos de carbono que regularmente se empaquetan estrechamente en una estructura de anillo de benceno (es decir, estructura de panal hexagonal). ) Un material de carbono bidimensional.
2 Grafeno de doble capa
Grafeno de doble capa (Bilayer o grafeno de doble capa): se refiere a dos capas con una estructura de anillo de benceno (es decir, estructura de panal hexagonal) de cierre periódico A material de carbono bidimensional compuesto por átomos de carbono apilados en diferentes modos de apilamiento (incluido el apilamiento AB, el apilamiento AA, etc.).
3 grafeno de pocas capas
Grafeno de pocas capas: se refiere a un empaquetado periódico de 3 a 10 capas en una estructura de anillo de benceno (es decir, estructura de panal hexagonal). material de carbono dimensional compuesto por átomos de carbono apilados en diferentes métodos de apilamiento (incluido el apilamiento ABC, el apilamiento ABA, etc.). ?
4 Grafeno multicapa
El grafeno multicapa también se llama grafeno multicapa: se refiere a una estructura de anillo de benceno con un espesor de más de 10 capas y menos de 10 nm (es decir, estructura de panal hexagonal) es un material de carbono bidimensional compuesto de átomos de carbono periódicos y muy empaquetados apilados en diferentes métodos de apilamiento (incluido el apilamiento ABC, el apilamiento ABA, etc.).
Carbono
El carbono es un elemento muy común que existe ampliamente en la atmósfera y en la corteza terrestre en muchas formas. El elemento carbono ha sido reconocido y utilizado por la gente durante mucho tiempo, y una serie de compuestos de carbono (la materia orgánica) son la base de la vida. El carbono es un componente del arrabio, el hierro forjado y el acero. El carbono puede combinarse químicamente consigo mismo para formar una gran cantidad de compuestos, que son moléculas de importancia biológica y comercial. La mayoría de las moléculas de los seres vivos contienen carbono.
Formas de existencia
El carbono existe en varias formas, incluido el carbono elemental cristalino como el diamante y el grafito; el carbono amorfo como el carbón y los compuestos orgánicos complejos como las plantas, etc. .; carbonatos tales como mármol, etc. Las propiedades físicas y químicas del carbono elemental dependen de su estructura cristalina. El diamante de alta dureza y el grafito suave y liso tienen diferentes estructuras cristalinas y cada uno tiene su propia apariencia, densidad, punto de fusión, etc.
Referencia: Enciclopedia Baidu-Grafeno