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1、石墨烯的制備方法作者：楊吳來(lái)源：《山東工業(yè)技術(shù)》2018年第02期????????摘要：石墨烯由于在性能方面別具一格，最近幾年中于化學(xué)以及材料等領(lǐng)域受到了重點(diǎn)的關(guān)注，同時(shí)，面向石墨烯的獲取方式同樣有了新的突破。本次研究的重點(diǎn)方向就是由物理與化學(xué)兩方面入手，分析石墨烯的制備途徑，同時(shí)簡(jiǎn)單論述了其今后前進(jìn)的方向。????????關(guān)鍵詞：石墨烯；制備；物理；化學(xué)????????DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.206????????如今我們的社會(huì)持續(xù)進(jìn)步著，大眾的需求不斷多元化，面向材料的挑選也進(jìn)一步精
2、細(xì)。而碳元素屬于含量很高的一類(lèi)元素，它表現(xiàn)出與眾不同的特性以及變化多端的形態(tài)，并慢慢被研究者所熟知乃至應(yīng)用?；仡櫼酝菏约敖饎偸男螒B(tài)于1924年被發(fā)掘；富勒烯在1985年進(jìn)入了大眾的視野；而1991年碳納米管誕生；到了2004年，石墨烯終于問(wèn)世了，它是在碳納米管誕生后屬于富勒烯家族的全新納米級(jí)材料，其誕生讓材料方面得到了拓展，構(gòu)筑起了對(duì)應(yīng)的完整體系結(jié)構(gòu)。由2004到今天為止，涉及到石墨烯的探析新聞突然激增，其逐步朝著物理、材料以及化學(xué)方面的核心話(huà)題進(jìn)軍。獲得石墨烯的手段并不唯一，其基本能夠劃分成物理法以及化學(xué)法兩類(lèi)。????????
3、1物理法制備石墨烯????????物理方法往往利用便宜的石墨充當(dāng)原材料，加以實(shí)施諸如機(jī)械剝離法、液相直接剝離法的多類(lèi)手段以獲取單層抑或多層石墨烯。上述的手段具有原材料購(gòu)買(mǎi)方便，過(guò)程較為簡(jiǎn)潔，獲得的石墨烯純凈等優(yōu)勢(shì)，相對(duì)來(lái)說(shuō)沒(méi)有明顯的不足。????????1.1機(jī)械剝離法????????機(jī)械剝離法也可以是微機(jī)械剝離法屬于便捷程度最高的手法，也就是直接由規(guī)模突出的晶體為基礎(chǔ)剝離成片的石墨烯。在2004年，利用更為方便的微機(jī)械剝離法將石墨烯薄片于高定向熱解石墨中轉(zhuǎn)移下來(lái)，證實(shí)了單層石墨烯真實(shí)存在。然而這種途徑暴露出相應(yīng)的不足，像是剝離的成品規(guī)格
4、方面存在波動(dòng)，有時(shí)制備的石墨烯無(wú)法達(dá)到尺寸要求，所以無(wú)法投入到工業(yè)之中進(jìn)行推廣。????????1.2取向附生法一晶膜生長(zhǎng)????????以PeterW.Sutter為首的研究者通過(guò)稀有金屬釕充當(dāng)生長(zhǎng)基礎(chǔ)，通過(guò)這一金屬的原子結(jié)構(gòu)培育石墨烯。具體就是在1150℃環(huán)境中將碳原子注入釕，進(jìn)而將溫度調(diào)到850℃，進(jìn)入金屬的碳原子紛紛涌向釕的表層，總而得到了附著在這一金屬表層的類(lèi)似鏡片的單層碳原子，這層薄膜不斷生長(zhǎng)，也就得到了整片石墨烯。再首層覆蓋率超過(guò)八成后，第二層又生成了。由于底下的石墨烯和原本金屬雙方發(fā)生顯著的作用，所以第二層成熟后將與上一層
5、實(shí)現(xiàn)脫離，僅殘余弱電耦合，如此獲取到成片的石墨烯。這一生長(zhǎng)模式帶來(lái)的石墨烯通常厚度參差不齊，同時(shí)石墨烯以及金屬雙方一旦出現(xiàn)粘連將不利于石墨烯發(fā)揮性能。????????1.3液相和氣相直接剝離法????????將石墨烯投放于特定的有機(jī)溶液之內(nèi)，通過(guò)超聲波還有升溫抑或氣流的影響獲取某一濃度的石墨烯溶液，這一過(guò)程就是液相還有氣相直接剝離法的具體操作。由于用來(lái)制備的石墨烯多為便宜的，這一環(huán)節(jié)也并非化學(xué)過(guò)程，所以液相還有氣相直接剝離法獲得石墨烯的途徑表現(xiàn)出投入量小、簡(jiǎn)單可行、產(chǎn)物品質(zhì)優(yōu)良的優(yōu)勢(shì)，然而其在產(chǎn)量上顯著不足，同時(shí)伴隨成團(tuán)嚴(yán)重、必須加以穩(wěn)定
6、劑清除環(huán)節(jié)等不足。????????2化學(xué)法制備石墨烯????????現(xiàn)下用于實(shí)驗(yàn)室操作的石墨烯大多采取化學(xué)方法獲得，這一手段起初將苯環(huán)還有另外的芳香體系設(shè)置為核，利用多步偶聯(lián)反應(yīng)讓苯環(huán)等有機(jī)結(jié)構(gòu)的6個(gè)碳原子都替換成其他原子，持續(xù)這個(gè)過(guò)程，擴(kuò)充芳香體系的規(guī)模，獲取相對(duì)大規(guī)模的平面石墨烯。以此為前提，人們持續(xù)進(jìn)行優(yōu)化，將氧化石墨還原法推向了彰顯出無(wú)盡前景的配置石墨烯還有另外原料的手段。同時(shí)，類(lèi)似的途徑還有化學(xué)氣相沉積法以及晶體外延生長(zhǎng)法，其均能夠配置純良的石墨烯。????????2.1化學(xué)氣相沉積法????????現(xiàn)下配置大規(guī)模優(yōu)良的純凈石墨
7、烯的幾率最高的就是化學(xué)氣相沉積CVD法，其同時(shí)屬于最適合投入大規(guī)模生產(chǎn)的方式。其配置的環(huán)節(jié)包括：把碳?xì)浠衔锛淄椤⒁掖继碇糜诮?jīng)過(guò)升溫的Cu、Ni表面，保持一會(huì)再進(jìn)行降溫，冷卻時(shí)金屬表層出現(xiàn)或是很多或者單獨(dú)的石墨烯層，這一環(huán)節(jié)涉及了碳原子于金屬內(nèi)溶解還有滲透成長(zhǎng)兩塊內(nèi)容。這一手段對(duì)照金屬催化外延生長(zhǎng)法相近，它的優(yōu)勢(shì)在于能夠于很低的溫度中實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而能夠限制配置環(huán)節(jié)內(nèi)的能耗量，同時(shí)石墨烯和金屬能夠利用化學(xué)腐蝕金屬的形式加以劃分，能幫助落實(shí)進(jìn)一步的加工。????????2.2外延生長(zhǎng)法????????外延生長(zhǎng)方法涉及碳化硅以及金屬催化外延生長(zhǎng)法。
8、碳化硅外延生長(zhǎng)法過(guò)程為：升溫SiC單晶體，讓它內(nèi)部的Si原子外流，余下碳原子實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而獲取以SiC為基底的石墨烯。????????金屬催化外延生長(zhǎng)法的過(guò)程為：以真空為前提，把碳?xì)浠?/p>
