ഗ്രാഫീൻ ഉൽപാദന രീതി

1, മെക്കാനിക്കൽ സ്ട്രിപ്പിംഗ് രീതി
വസ്തുക്കളും ഗ്രാഫീനും തമ്മിലുള്ള ഘർഷണവും ആപേക്ഷിക ചലനവും ഉപയോഗിച്ച് ഗ്രാഫീൻ നേർത്ത-പാളി വസ്തുക്കൾ നേടുന്നതിനുള്ള ഒരു രീതിയാണ് മെക്കാനിക്കൽ സ്ട്രിപ്പിംഗ് രീതി. ഈ രീതി പ്രവർത്തിക്കാൻ ലളിതമാണ്, കൂടാതെ ലഭിച്ച ഗ്രാഫീൻ സാധാരണയായി ഒരു പൂർണ്ണമായ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടന നിലനിർത്തുന്നു. 2004-ൽ, രണ്ട് ബ്രിട്ടീഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞർ സുതാര്യമായ ടേപ്പ് ഉപയോഗിച്ച് പ്രകൃതിദത്ത ഗ്രാഫൈറ്റ് പാളികൾ പാളികളാൽ നീക്കം ചെയ്തു, ഇത് മെക്കാനിക്കൽ സ്ട്രിപ്പിംഗ് രീതിയായി വർഗ്ഗീകരിച്ചു. ഈ രീതി ഒരിക്കൽ കാര്യക്ഷമമല്ലാത്തതും വൻതോതിലുള്ള ഉൽപ്പാദനം സാധ്യമല്ലാത്തതുമായി കണക്കാക്കപ്പെട്ടിരുന്നു.
സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, വ്യവസായം ഗ്രാഫീൻ്റെ ഉൽപാദന രീതികളിൽ ധാരാളം ഗവേഷണ-വികസന കണ്ടുപിടിത്തങ്ങൾ നടത്തിയിട്ടുണ്ട്. നിലവിൽ, Xiamen, Guangdong, മറ്റ് പ്രവിശ്യകളിലെയും നഗരങ്ങളിലെയും നിരവധി കമ്പനികൾ കുറഞ്ഞ ചെലവിൽ വലിയ തോതിലുള്ള ഗ്രാഫീൻ തയ്യാറാക്കുന്നതിൻ്റെ ഉൽപ്പാദന തടസ്സം മറികടന്നു, കുറഞ്ഞ ചെലവിലും ഉയർന്ന നിലവാരത്തിലും വ്യാവസായികമായി ഗ്രാഫീൻ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് മെക്കാനിക്കൽ സ്ട്രിപ്പിംഗ് രീതി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

2. റെഡോക്സ് രീതി
സൾഫ്യൂറിക് ആസിഡ്, നൈട്രിക് ആസിഡ്, പൊട്ടാസ്യം പെർമാങ്കനേറ്റ്, ഹൈഡ്രജൻ പെറോക്സൈഡ് തുടങ്ങിയ ഓക്സിഡൻ്റുകൾ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് പ്രകൃതിദത്ത ഗ്രാഫൈറ്റിനെ ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യുക എന്നതാണ് ഓക്സിഡേഷൻ-റിഡക്ഷൻ രീതി. തുടർന്ന്, പ്രതിപ്രവർത്തനം വെള്ളത്തിൽ കഴുകി, കഴുകിയ സോളിഡ് ഗ്രാഫൈറ്റ് ഓക്സൈഡ് പൊടി തയ്യാറാക്കാൻ കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ ഉണക്കി. ഫിസിക്കൽ പീലിങ്ങിലൂടെയും ഉയർന്ന താപനില വിപുലീകരണത്തിലൂടെയും ഗ്രാഫൈറ്റ് ഓക്സൈഡ് പൊടി തൊലികളഞ്ഞാണ് ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് തയ്യാറാക്കിയത്. അവസാനമായി, ഗ്രാഫീൻ (ആർജിഒ) ലഭിക്കാൻ കെമിക്കൽ രീതി ഉപയോഗിച്ച് ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് കുറച്ചു. ഈ രീതി പ്രവർത്തിക്കാൻ ലളിതമാണ്, ഉയർന്ന വിളവ്, എന്നാൽ കുറഞ്ഞ ഉൽപ്പന്ന നിലവാരം [13]. ഓക്സിഡേഷൻ-റിഡക്ഷൻ രീതി സൾഫ്യൂറിക് ആസിഡ്, നൈട്രിക് ആസിഡ് പോലുള്ള ശക്തമായ ആസിഡുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് അപകടകരമാണ്, വൃത്തിയാക്കാൻ ധാരാളം വെള്ളം ആവശ്യമാണ്, ഇത് വലിയ പരിസ്ഥിതി മലിനീകരണം കൊണ്ടുവരുന്നു.

റെഡോക്സ് രീതി ഉപയോഗിച്ച് തയ്യാറാക്കിയ ഗ്രാഫീനിൽ സമ്പന്നമായ ഓക്സിജൻ അടങ്ങിയ ഫങ്ഷണൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, മാത്രമല്ല അത് പരിഷ്കരിക്കാൻ എളുപ്പവുമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് കുറയ്ക്കുമ്പോൾ, കുറച്ചതിനുശേഷം ഗ്രാഫീനിലെ ഓക്സിജൻ്റെ അളവ് നിയന്ത്രിക്കുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, സൂര്യൻ്റെ സ്വാധീനത്തിൽ ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് തുടർച്ചയായി കുറയും, വണ്ടിയിലെ ഉയർന്ന താപനിലയും മറ്റ് ബാഹ്യ ഘടകങ്ങളും, അതിനാൽ ഗ്രാഫീൻ ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ ഗുണനിലവാരം റെഡോക്സ് രീതി ഉപയോഗിച്ച് നിർമ്മിക്കുന്നത് പലപ്പോഴും ബാച്ച് മുതൽ ബാച്ച് വരെ പൊരുത്തപ്പെടുന്നില്ല, ഇത് ഗുണനിലവാരം നിയന്ത്രിക്കുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാക്കുന്നു.
നിലവിൽ, ഗ്രാഫൈറ്റ് ഓക്സൈഡ്, ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ്, ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് കുറയ്ക്കൽ എന്നീ ആശയങ്ങൾ പലരും ആശയക്കുഴപ്പത്തിലാക്കുന്നു. ഗ്രാഫൈറ്റ് ഓക്സൈഡ് തവിട്ടുനിറമാണ്, ഇത് ഗ്രാഫൈറ്റിൻ്റെയും ഓക്സൈഡിൻ്റെയും പോളിമറാണ്. ഗ്രാഫൈൻ ഓക്സൈഡ് ഒറ്റ ലെയറിലേക്കോ ഇരട്ട പാളിയിലേക്കോ ഒലിഗോ പാളിയിലേക്കോ പുറംതള്ളുന്നതിലൂടെ ലഭിക്കുന്ന ഒരു ഉൽപ്പന്നമാണ്, കൂടാതെ ധാരാളം ഓക്സിജൻ അടങ്ങിയ ഗ്രൂപ്പുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, അതിനാൽ ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് ചാലകമല്ലാത്തതും സജീവമായ ഗുണങ്ങളുള്ളതുമാണ്, ഇത് തുടർച്ചയായി കുറയ്ക്കും. കൂടാതെ സൾഫർ ഡയോക്സൈഡ് പോലുള്ള വാതകങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, പ്രത്യേകിച്ച് ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള മെറ്റീരിയൽ പ്രോസസ്സിംഗ് സമയത്ത് പുറത്തുവിടുക. ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് കുറച്ചതിന് ശേഷമുള്ള ഉൽപ്പന്നത്തെ ഗ്രാഫീൻ (കുറഞ്ഞ ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ്) എന്ന് വിളിക്കാം.

3. (സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്) SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ രീതി
സിലിക്കൺ ആറ്റങ്ങളെ മെറ്റീരിയലുകളിൽ നിന്ന് അകറ്റി, ശേഷിക്കുന്ന സി ആറ്റങ്ങളെ അൾട്രാ-ഹൈ വാക്വം, ഉയർന്ന താപനില എന്നിവയിൽ സ്വയം കൂട്ടിച്ചേർക്കുന്നതിലൂടെ പുനർനിർമ്മിക്കുക എന്നതാണ് SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ രീതി. ഈ രീതിയിലൂടെ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ഗ്രാഫീൻ ലഭിക്കും, എന്നാൽ ഈ രീതിക്ക് ഉയർന്ന ഉപകരണങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്.