그래핀 생산 방법

1, 기계적 스트리핑 방법
기계적 박리법은 물체와 그래핀 사이의 마찰과 상대운동을 이용하여 그래핀 박층 물질을 얻는 방법이다. 이 방법은 작동이 간단하며, 얻은 그래핀은 일반적으로 완전한 결정 구조를 유지합니다. 2004년 영국 과학자 2명이 투명테이프를 이용해 천연흑연을 한 겹 벗겨내 그래핀을 얻었는데, 이 역시 기계적 박리법으로 분류됐다. 이 방법은 한때 비효율적이며 대량 생산이 불가능한 것으로 간주되었습니다.
최근 몇 년 동안 업계에서는 그래핀 생산 방법에 있어 많은 연구 개발 혁신을 이루었습니다. 현재 샤먼, 광둥 및 기타 성 및 도시의 여러 회사는 기계적 박리 방법을 사용하여 저비용 및 고품질 그래핀을 산업적으로 생산함으로써 저비용 대규모 그래핀 제조의 생산 병목 현상을 극복했습니다.

2. 산화환원법
산화환원법은 황산, 질산 등의 화학시약과 과망간산칼륨, 과산화수소 등의 산화제를 이용하여 천연흑연을 산화시키고, 흑연층 사이에 산화물을 삽입하여 흑연층 사이에 산화물을 삽입하여 GraphiteOxide를 제조하는 방법이다. 이후, 반응물을 물로 세척하고, 세척된 고체를 저온에서 건조하여 산화흑연 분말을 제조한다. 산화그래핀 분말을 물리적 박리 및 고온 팽창을 통해 박리하여 산화그래핀을 제조하였다. 마지막으로 산화 그래핀을 화학적 방법으로 환원시켜 그래핀(RGO)을 얻었다. 이 방법은 조작이 간단하고 수율이 높지만 제품 품질이 낮습니다[13]. 산화환원 방식은 황산, 질산 등의 강산을 사용하기 때문에 위험하고 청소에 많은 양의 물이 필요해 환경오염이 크다.

산화환원법으로 제조된 그래핀은 풍부한 산소 함유 작용기를 함유하고 있어 변형이 쉽습니다. 그러나 산화 그래핀을 환원할 경우 환원 후 그래핀의 산소 함량 조절이 어려우며, 태양광, 캐리지 내부의 고온 및 기타 외부 요인의 영향으로 산화 그래핀이 지속적으로 환원되므로 그래핀 제품의 품질이 저하됩니다. 산화환원법으로 생산된 제품은 배치마다 일관성이 없는 경우가 많아 품질 관리가 어렵습니다.
현재 많은 사람들이 산화흑연, 산화그래핀, 산화그래핀의 개념을 혼동하고 있습니다. 산화흑연은 갈색을 띠며 흑연과 산화물의 중합체입니다. 산화 그래핀은 산화 흑연을 단층, 이중층 또는 올리고층으로 박리한 제품으로 산소 함유기를 많이 함유하고 있어 비전도성이고 활성 특성을 갖고 있어 지속적으로 환원되는 물질이다. 특히 고온 재료 가공 중에 사용 중에 이산화황과 같은 가스를 방출합니다. 산화 그래핀을 환원시킨 생성물을 그래핀(환원된 산화 그래핀)이라고 할 수 있다.

3. (탄화규소) SiC 에피택셜 방식
SiC 에피택셜 방법은 초고진공 및 고온 환경에서 실리콘 원자를 물질로부터 승화시키고 나머지 C 원자를 자기 조립하여 재구성하여 SiC 기판 기반 그래핀을 얻는 방법입니다. 이 방법으로 고품질 그래핀을 얻을 수 있지만, 이 방법에는 더 높은 장비가 필요하다.