ગ્રાફીન ઉત્પાદન પદ્ધતિ

1, યાંત્રિક સ્ટ્રિપિંગ પદ્ધતિ
યાંત્રિક સ્ટ્રીપિંગ પદ્ધતિ એ પદાર્થો અને ગ્રાફીન વચ્ચેના ઘર્ષણ અને સંબંધિત ગતિનો ઉપયોગ કરીને ગ્રાફીન પાતળા સ્તરની સામગ્રી મેળવવા માટેની પદ્ધતિ છે. પદ્ધતિ ચલાવવા માટે સરળ છે, અને મેળવેલ ગ્રાફીન સામાન્ય રીતે સંપૂર્ણ સ્ફટિક માળખું રાખે છે. 2004 માં, બે બ્રિટિશ વૈજ્ઞાનિકોએ ગ્રાફીન મેળવવા માટે કુદરતી ગ્રેફાઇટ સ્તરને સ્તર દ્વારા છાલવા માટે પારદર્શક ટેપનો ઉપયોગ કર્યો હતો, જેને યાંત્રિક સ્ટ્રિપિંગ પદ્ધતિ તરીકે પણ વર્ગીકૃત કરવામાં આવી હતી. આ પદ્ધતિ એક સમયે બિનકાર્યક્ષમ અને મોટા પાયે ઉત્પાદન કરવામાં અસમર્થ માનવામાં આવતી હતી.
તાજેતરના વર્ષોમાં, ઉદ્યોગે ગ્રેફિનની ઉત્પાદન પદ્ધતિઓમાં ઘણાં સંશોધન અને વિકાસની નવીનતાઓ કરી છે. હાલમાં, ઝિયામેન, ગુઆંગડોંગ અને અન્ય પ્રાંતો અને શહેરોમાં ઘણી કંપનીઓએ ઓછી કિંમત અને ઉચ્ચ ગુણવત્તા સાથે ઔદ્યોગિક રીતે ગ્રાફીનનું ઉત્પાદન કરવા માટે યાંત્રિક સ્ટ્રિપિંગ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને, ઓછા ખર્ચે મોટા પાયે ગ્રેફિનની તૈયારીની ઉત્પાદન અવરોધ દૂર કરી છે.

2. રેડોક્સ પદ્ધતિ
ઓક્સિડેશન-ઘટાડો પદ્ધતિ એ સલ્ફ્યુરિક એસિડ અને નાઈટ્રિક એસિડ જેવા રાસાયણિક રીએજન્ટ્સ અને પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ અને હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ જેવા ઓક્સિડન્ટ્સનો ઉપયોગ કરીને કુદરતી ગ્રેફાઇટનું ઓક્સિડાઇઝેશન છે, ગ્રેફાઇટ સ્તરો વચ્ચેનું અંતર વધારવું અને ગ્રેફાઇટ ઓક્સાઇડ તૈયાર કરવા માટે ગ્રેફાઇટ સ્તરો વચ્ચે ઓક્સાઇડ દાખલ કરવું. પછી, રિએક્ટન્ટને પાણીથી ધોવામાં આવે છે, અને ગ્રેફાઇટ ઓક્સાઇડ પાવડર તૈયાર કરવા માટે ધોયેલા ઘનને નીચા તાપમાને સૂકવવામાં આવે છે. ગ્રાફીન ઓક્સાઇડને ગ્રેફાઇટ ઓક્સાઇડ પાવડરને ભૌતિક છાલ અને ઉચ્ચ તાપમાનના વિસ્તરણ દ્વારા છાલ કરીને તૈયાર કરવામાં આવ્યું હતું. છેલ્લે, ગ્રેફીન (RGO) મેળવવા માટે રાસાયણિક પદ્ધતિ દ્વારા ગ્રાફીન ઓક્સાઇડ ઘટાડવામાં આવ્યો હતો. આ પદ્ધતિ ચલાવવા માટે સરળ છે, ઉચ્ચ ઉપજ સાથે, પરંતુ ઉત્પાદનની ગુણવત્તા ઓછી છે [13]. ઓક્સિડેશન-ઘટાડો પદ્ધતિ સલ્ફ્યુરિક એસિડ અને નાઈટ્રિક એસિડ જેવા મજબૂત એસિડનો ઉપયોગ કરે છે, જે ખતરનાક છે અને તેને સાફ કરવા માટે પુષ્કળ પાણીની જરૂર પડે છે, જે મહાન પર્યાવરણીય પ્રદૂષણ લાવે છે.

રેડોક્સ પદ્ધતિ દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવેલ ગ્રાફીનમાં સમૃદ્ધ ઓક્સિજન ધરાવતા કાર્યાત્મક જૂથો હોય છે અને તેને સુધારવામાં સરળ હોય છે. જો કે, ગ્રાફીન ઓક્સાઈડ ઘટાડતી વખતે, ઘટાડા પછી ગ્રાફીનની ઓક્સિજન સામગ્રીને નિયંત્રિત કરવી મુશ્કેલ છે, અને સૂર્યના પ્રભાવ હેઠળ, કેરેજમાં ઉચ્ચ તાપમાન અને અન્ય બાહ્ય પરિબળોને કારણે ગ્રેફીન ઓક્સાઈડ સતત ઘટશે, તેથી ગ્રાફીન ઉત્પાદનોની ગુણવત્તામાં ઘટાડો થશે. રેડોક્સ પદ્ધતિ દ્વારા ઉત્પાદિત ઘણીવાર બેચથી બેચમાં અસંગત હોય છે, જે ગુણવત્તાને નિયંત્રિત કરવાનું મુશ્કેલ બનાવે છે.
હાલમાં, ઘણા લોકો ગ્રેફાઇટ ઓક્સાઇડ, ગ્રાફીન ઓક્સાઇડ અને ઘટાડેલા ગ્રાફીન ઓક્સાઇડની વિભાવનાઓને મૂંઝવે છે. ગ્રેફાઇટ ઓક્સાઇડ ભુરો છે અને તે ગ્રેફાઇટ અને ઓક્સાઇડનું પોલિમર છે. ગ્રાફીન ઓક્સાઇડ એ એક ઉત્પાદન છે જે ગ્રેફાઇટ ઓક્સાઇડને સિંગલ લેયર, ડબલ લેયર અથવા ઓલિગો લેયરમાં છાલવાથી મેળવવામાં આવે છે, અને તેમાં મોટી સંખ્યામાં ઓક્સિજન ધરાવતા જૂથો હોય છે, તેથી ગ્રાફીન ઓક્સાઇડ બિન-વાહક છે અને સક્રિય ગુણધર્મો ધરાવે છે, જે સતત ઘટાડો કરશે. અને ઉપયોગ દરમિયાન, ખાસ કરીને ઉચ્ચ-તાપમાન સામગ્રીની પ્રક્રિયા દરમિયાન સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ જેવા વાયુઓ છોડે છે. ગ્રેફીન ઓક્સાઇડ ઘટાડ્યા પછીના ઉત્પાદનને ગ્રાફીન (ઘટાડો ગ્રેફીન ઓક્સાઇડ) કહી શકાય.

3. (સિલિકોન કાર્બાઇડ) SiC એપિટેક્સિયલ પદ્ધતિ
SiC એપિટેક્સિયલ પદ્ધતિ એ સામગ્રીથી દૂર સિલિકોન અણુઓને ઉત્કૃષ્ટ બનાવવા અને અલ્ટ્રા-હાઇ વેક્યૂમ અને ઉચ્ચ તાપમાનના વાતાવરણમાં સ્વ-એસેમ્બલી દ્વારા બાકીના C અણુઓનું પુનઃનિર્માણ કરવાની છે, આમ SiC સબસ્ટ્રેટ પર આધારિત ગ્રાફીન મેળવવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિ દ્વારા ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા ગ્રાફીન મેળવી શકાય છે, પરંતુ આ પદ્ધતિ માટે ઉચ્ચ સાધનોની જરૂર છે.