วิธีอัลตราโซนิกสำหรับการกระจายกราฟีน

วิธีทางเคมีใช้ปฏิกิริยาออกซิเดชันเพื่อออกซิไดซ์กราไฟต์กับกราไฟท์ออกไซด์ และเพิ่มระยะห่างระหว่างชั้นด้วยการแนะนำหมู่ฟังก์ชันที่ประกอบด้วยออกซิเจนในอะตอมของคาร์บอนระหว่างชั้นกราไฟท์ ซึ่งจะทำให้ปฏิสัมพันธ์ระหว่างชั้นต่างๆ ลดลง

วิธีการออกซิเดชันทั่วไป ได้แก่ วิธี Brodie วิธี Staudenmaier และวิธี Hummers หลักการคือ การบำบัดกราไฟต์ด้วยกรดแก่ก่อนแล้วจึงเติมสารออกซิไดซ์อย่างแรงสำหรับการเกิดออกซิเดชัน กราไฟท์ที่ออกซิไดซ์จะถูกขัดผิวด้วยอัลตราโซนิกเพื่อสร้างกราฟีนออกไซด์ จากนั้นจึงเติมสารรีดิวซ์เพื่อลดขนาด ซึ่งจะทำให้ได้กราฟีน

สารรีดิวซ์ที่ใช้กันทั่วไปคือไฮดราซีนไฮเดรต NaBH4 และการลดอัลคาไลอัลตราโซนิกที่แข็งแกร่ง เนื่องจาก NaBH4 มีราคาแพงและง่ายต่อการรักษาองค์ประกอบ B แม้ว่าการทำงานของการลดอัลคาไลอัลตราโซนิกอย่างแรงจะเรียบง่ายและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม แต่ก็ยากที่จะลดอย่างสมบูรณ์ และมักจะมีกลุ่มฟังก์ชันที่ประกอบด้วยออกซิเจนจำนวนมากเหลืออยู่หลังจากการลดลง ดังนั้นไฮดราซีนไฮเดรตที่มีราคาค่อนข้างถูกจึงมักถูกใช้เพื่อลดกราไฟท์ออกไซด์ . ข้อดีของการลดไฮดราซีนไฮเดรตคือความสามารถในการรีดิวซ์มีความแข็งแรง และไฮดราซีนไฮเดรตระเหยง่าย และไม่มีสิ่งเจือปนหลงเหลืออยู่ในผลิตภัณฑ์ ในกระบวนการรีดิวซ์ มักจะเติมน้ำแอมโมเนียในปริมาณที่เหมาะสมเพื่อปรับปรุงความสามารถในการรีดิวซ์ของไฮดราซีนไฮเดรตในด้านหนึ่ง และกราไฟท์ในอีกด้านหนึ่ง พื้นผิวของกราฟีนผลักกันเนื่องจากประจุลบ ซึ่งจะลดการเกาะตัวของกราฟีน

กราฟีนสามารถเตรียมได้ในปริมาณมากโดยวิธีรีดอกซ์ทางเคมี และกราฟีนออกไซด์ของผลิตภัณฑ์ขั้นกลางมีการกระจายตัวที่ดีในน้ำ และแห้งง่ายเพื่อให้เกิดการดัดแปลงและการทำงานของกราฟีน ดังนั้น วิธีนี้จึงมักใช้สำหรับวัสดุผสมแบบแห้ง การจัดเก็บพลังงานและการวิจัยอื่นๆ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการขาดอะตอมของคาร์บอนบางส่วนในกระบวนการออกซิเดชั่นอัลตราโซนิกและสารตกค้างของกลุ่มฟังก์ชันที่ประกอบด้วยปลอกคอในกระบวนการรีดักชัน สโตนที่เตรียมไว้มักจะมีกับดักระฆังมากขึ้น ซึ่งจะช่วยลดการนำไฟฟ้า ซึ่งจำกัดผลกระทบต่อ คุณภาพของกราฟีน การใช้งานในด้านความต้องการ