RU2738818C1 - Dry synthesis of graphene from liquid reagents - Google Patents

Dry synthesis of graphene from liquid reagents Download PDF

Info

Publication number
RU2738818C1
RU2738818C1 RU2019129642A RU2019129642A RU2738818C1 RU 2738818 C1 RU2738818 C1 RU 2738818C1 RU 2019129642 A RU2019129642 A RU 2019129642A RU 2019129642 A RU2019129642 A RU 2019129642A RU 2738818 C1 RU2738818 C1 RU 2738818C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
graphene
carbon
plasma
liquid
ethanol
Prior art date
Application number
RU2019129642A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марина Борисовна Шавелкина
Равиль Хабибулович Амиров
Михаил Валерьевич Ильичев
Нина Ойзеровна Спектор
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН)
Priority to RU2019129642A priority Critical patent/RU2738818C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2738818C1 publication Critical patent/RU2738818C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82BNANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B3/0009Forming specific nanostructures
    • B82B3/0033Manufacture or treatment of substrate-free structures, i.e. not connected to any support
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182Graphene
    • C01B32/184Preparation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: nanotechnology.
SUBSTANCE: plasma-generating flow containing initial carbon-containing material and buffer gas is supplied to plasmatron. Carbon-containing material used is carbon-containing liquid, which is introduced under nitrogen pressure into a stream of buffer gas to form a plasma-forming stream at a ratio of carbon-containing liquid: buffer gas of 1:(3÷5) determined by spectral analysis. For conversion in a plasma jet, the formed stream in the form of aerosol is fed into a discharge gap of the plasmatron at low pressure. Products of high-temperature dissociation are subject to sharp cooling.
EFFECT: invention enables synthesis of graphene without using a substrate, use of systems for converting liquid into vapor, transfer of synthesized graphene and purification thereof of undesirable impurities and thereby simplifying the process; besides, requirements to initial raw materials are reduced due to use of wide spectrum of carbon-containing liquids, including wastes.
1 cl, 1 dwg, 3 ex

Description

Изобретение относится к области нанотехнологий и предназначено для получения графеновых материалов. Полученный наноструктурированный материал может быть эффективно использован в электронике, автомобилестроении, авиакосмических аппаратах, в области малой энергетики, для очистительных систем, огнезащитных покрытий.The invention relates to the field of nanotechnology and is intended for the production of graphene materials. The obtained nanostructured material can be effectively used in electronics, automotive industry, aerospace vehicles, in the field of small-scale power engineering, for cleaning systems, and fire retardant coatings.

Графен - это теоретически один чистый слой графита, несмотря на то, что термин графен используется применительно к материалу с несколькими собранными пакетом атомными слоями графита или графитовому слою, с незначительными дефектами, сохраняющему свойства материала, подобные чистому графену.Graphene is theoretically one pure layer of graphite, even though the term graphene is used to refer to a material with multiple stacked atomic layers of graphite, or a graphite layer with minor defects that retains material properties similar to pure graphene.

Благодаря успешному развитию методик получения графеновых материалов резко возрос интерес к исследованию и практическому их использованию.Due to the successful development of methods for obtaining graphene materials, interest in research and their practical use has sharply increased.

В последнее время появились методы синтеза графена, в которых в качестве реактива использовался этанол и другие спирты. Это направление связано с возможностью использования спиртов, образующихся при ферментации сельскохозяйственных отходов. В работе [LiZ., ZhuH., WangK., WeiJ., GuiX., LiX., LiC, FanL., SunP., WuD. Ethanolflamesynthesisofhighlytransparentcarbonthinfilms // Carbon. - 2010. - V. 49. - N. 1. - P. 237-241.] тонкие углеродные пленки получены на медной подложке во внутреннем пламени спиртовой горелки. Также в пламени горелки, но в верхней (горячей) ее части, получали графеновые слоина никелевой фольге легированные азотом [Zhang Y., Сао В., Zhang В., Qi X., Pan С.Theproductionofhitrogen-dopedgraphenefrommixedamineplusethanolflames // ThinSolidFilms. - V. 520. -N. 23. - P. 6850-6855]. В качестве реагента использовали этанол и смесь этанола с аммиаком. Авторы [Matsushima М, Noda М, Yoshida Т., Kato Н., Kalita G., Kizuki Т., Uchida Н., Umeno М, Wakita К. Formation of graphenenano-particle by means of pulsed discharge to ethanol // J. Appl. Phys. -V. 113. - N. 11. - P. 114304.] предложили способ получения суспензии графеновых хлопьев в этаноле методом пропускания через спирт пульсирующего разряда в атмосфере аргона. Показано, что, варьируя частоту пропускаемого тока, можно контролировать размер графеновых наночастиц, а также количество слоев в них. В работе [Hagino Т., Kondo Н., Ishikawa K., Kano Н., Sekine М, Hori M.Ultrahigh-speedsynthesisofhanographeneusingalcoholin-liquidplasma // Appl. phys. expr. -2012. - V. 5. - N. 3. - P. 035101.] жидкие спирты подвергали действию неравновесной плазмы, и также получали взвесь наночастиц графена. Известно также применение CVD - метода для синтеза графеновых материалов из спирта. Авторами [DerrickHam W., AlfredTok I. Theextendedgrowthofgrapheneoxideflakesusingethanol CVD // Nanoscale. - 2013. - V. 5. - N. 7. - P. 2945-2951.] предлагается синтезировать пленки из высокооринтированного графита (ВОГ) непосредственно на поверхности SiO2, предварительно покрытого хлопьями оксида графена (ОГ). В результате работы показано, что при высокотемпературном разложении этанола исходные островки ОГ восстанавливаются и выступают в качестве центров нуклеации, инициируя дальнейший рост пленки. Продемонстрировано, что ВОГ, синтезированный предлагаемым способом, имеет меньшую плотность дефектов по сравнению с образцами, полученными другими методами (термическим восстановлением или восстановлением гидразином). Авторы [John R., Ashokreddy A., Vijayan С, Pradeep T.Single-andfew-layergraphenegrowthonstainlesssteelsubstratesbydirectthermalchemicalvapordepos ition // Nanotechnology. - V. 22. - N. 16. - P. 165701.] осаждали из паров спирта графеновую пленку, состоящую из одного, двух или трех слоев, на поверхности нержавеющей стали. Показано, что неоднородность получаемого материала обусловлена присутствием в материале подложки оксидов марганца и хрома. Авторы [Paul R.K., Badhulika S., Niyogi S., Haddon R.C., Boddu V.M., Costales-Nieves C, Bozhilov K.N., Mulchandani A.Theproductionofoxygenatedpolycrystallinegraphenebyone-stepethanol-chemicalvapordeposition // Carbon. - 2011. - V. 49. - N. 12. - P. 3789-3795.] установили, что углеродная пленка, синтезированная из паров этанола в токе водорода при 1000°С, имеет поликристаллическую структуру со средним размером кристаллита 2-5 нм. Такая пленка содержит небольшое количество карбоксильных групп (3%), что облегчает последующую функционализацию и присоединение полимерных матриц к графеновым слоям для их дальнейшего использования в различных приложениях, а также обуславливает р-тип проводимости данного материала. В работе [ChenX., ZhaoP., HouB., EinarssonE., ChiashiS., MaruyamaS. Growth of Single-LayerGrapheneUsingAlcoholCatalyticChemicalVaporDepositiononCuSubstrate // APS MarchMeetingAbstracts. - P. 6001.] отмечено, что в глубоком вакууме (100 Па) процесс осаждения графеновой пленки из паров этанола при 1000°С на поверхности медной подложки из паров этанола является самоограниченным, и даже при длительном синтезе толщина получаемой пленки сооветствуют монослою углерода. Авторами [Miyata Y., Kamon K., Ohashi K., Kitaura R., Yoshimura M., Shinohara H. A simple alcohol-chemical vapor deposition synthesis of single-layer graphenes using flash cooling // Appl. Phys. Lett. - V. 96. - N. 26. - P. 263105.] было показано, что качественные монослои графена могут быть получены лишь при экстремально быстром охлаждении подложки после синтеза. Осаждение углеродной пленки из паров этанола проводилось на никелевую подложку в атмосфере аргона. В данных условиях никелевая фольга неизбежно содержит на поверхности пленку естественного окисла, который затрудняет проникновение атомов углерода сквозь нее, и тогда вместо процесса растворения углерода в никеле имеет место диффузия по поверхности. Однако при медленном охлаждении после синтеза, углерод все же может постепенно растворяться в никеле, в то время как мгновенное охлаждение позволяет получить на поверхности сплошной монослой графена. Вработе [Nakamura A., Miyasaka Y., Temmyo J. Direct Growth Properties of Graphene Layers on Sapphire Substrate by Alcohol-Chemical Vapor Deposition // Japanese J. Appl. Phys. - V. 51. - N. 4S. - P. 04DN03.] на атомарно-гладкой поверхности сапфира были получены пленки толщиной несколько нм с оптическим пропусканием 80-90% и электрическим сопротивлением 2-7 кОм/кв.Recently, methods for the synthesis of graphene have appeared, in which ethanol and other alcohols were used as a reagent. This direction is associated with the possibility of using alcohols formed during the fermentation of agricultural waste. In [LiZ., ZhuH., WangK., WeiJ., GuiX., LiX., LiC, FanL., SunP., WuD. Ethanolflamesynthesisofhighlytransparentcarbonthinfilms // Carbon. - 2010. - V. 49. - N. 1. - P. 237-241.] Thin carbon films were obtained on a copper substrate in the internal flame of an alcohol burner. Also in the flame of the burner, but in the upper (hot) part, received graphene layers of nickel foil doped with nitrogen [Zhang Y., Cao B., Zhang B., Qi X., Pan C. The production of hydrogen-dopedgraphenefrommixedamineplusethanolflames // ThinSolidFilms. - V. 520. -N. 23. - P. 6850-6855]. Ethanol and a mixture of ethanol and ammonia were used as reagents. Authors [Matsushima M, Noda M, Yoshida T., Kato N., Kalita G., Kizuki T., Uchida N., Umeno M, Wakita K. Formation of graphenenano-particle by means of pulsed discharge to ethanol // J. Appl. Phys. -V. 113. - N. 11. - P. 114304.] proposed a method for obtaining a suspension of graphene flakes in ethanol by passing a pulsating discharge through alcohol in an argon atmosphere. It is shown that by varying the frequency of the transmitted current, one can control the size of graphene nanoparticles, as well as the number of layers in them. In the work [Hagino T., Kondo N., Ishikawa K., Kano N., Sekine M, Hori M. Ultrahigh-speedsynthesisofhanographeneusing alcoholin-liquidplasma // Appl. phys. expr. -2012. - V. 5. - N. 3. - P. 035101.] liquid alcohols were exposed to a nonequilibrium plasma, and a suspension of graphene nanoparticles was also obtained. It is also known to use the CVD method for the synthesis of graphene materials from alcohol. The authors [DerrickHam W., AlfredTok I. Theextendedgrowthofgrapheneoxideflakes usingethanol CVD // Nanoscale. - 2013. - V. 5. - N. 7. - P. 2945-2951.] It is proposed to synthesize films of highly aligned graphite (FOG) directly on the surface of SiO2, previously coated with graphene oxide (GO) flakes. As a result of this work, it was shown that during the high-temperature decomposition of ethanol, the initial GO islands are reduced and act as nucleation centers, initiating further film growth. It has been demonstrated that FOG synthesized by the proposed method has a lower defect density compared to samples obtained by other methods (thermal reduction or hydrazine reduction). Authors [John R., Ashokreddy A., Vijayan C, Pradeep T. Single-and-new-layergraphenegrowthonstainlesssteelsubstratesbydirectthermalchemicalvapordeposition // Nanotechnology. - V. 22. - N. 16. - P. 165701.] a graphene film, consisting of one, two or three layers, was deposited from alcohol vapor on the surface of stainless steel. It is shown that the inhomogeneity of the obtained material is due to the presence of manganese and chromium oxides in the substrate material. The authors [Paul R.K., Badhulika S., Niyogi S., Haddon R.C., Boddu V.M., Costales-Nieves C, Bozhilov K.N., Mulchandani A. The productionofoxygenatedpolycrystallinegraphenebyone-stepethanol-chemicalvapordeposition // Carbon. - 2011. - V. 49. - N. 12. - P. 3789-3795.] Found that a carbon film synthesized from ethanol vapor in a stream of hydrogen at 1000 ° C has a polycrystalline structure with an average crystallite size of 2-5 nm ... Such a film contains a small amount of carboxyl groups (3%), which facilitates the subsequent functionalization and attachment of polymer matrices to graphene layers for their further use in various applications, and also determines the p-type conductivity of this material. In [ChenX., ZhaoP., HouB., EinarssonE., ChiashiS., MaruyamaS. Growth of Single-LayerGrapheneUsingAlcoholCatalyticChemicalVaporDepositiononCuSubstrate // APS MarchMeetingAbstracts. - P. 6001.] noted that in a high vacuum (100 Pa), the process of deposition of a graphene film from ethanol vapors at 1000 ° C on the surface of a copper substrate from ethanol vapors is self-limited, and even with prolonged synthesis, the thickness of the resulting film is consistent with a carbon monolayer. The authors [Miyata Y., Kamon K., Ohashi K., Kitaura R., Yoshimura M., Shinohara H. A simple alcohol-chemical vapor deposition synthesis of single-layer graphenes using flash cooling // Appl. Phys. Lett. - V. 96. - N. 26. - P. 263105.] it was shown that high-quality graphene monolayers can be obtained only with extremely fast cooling of the substrate after synthesis. The deposition of a carbon film from ethanol vapors was carried out on a nickel substrate in an argon atmosphere. Under these conditions, nickel foil inevitably contains a natural oxide film on the surface, which hinders the penetration of carbon atoms through it, and then, instead of the process of dissolution of carbon in nickel, diffusion over the surface takes place. However, upon slow cooling after synthesis, carbon can still gradually dissolve in nickel, while instant cooling makes it possible to obtain a continuous monolayer of graphene on the surface. In [Nakamura A., Miyasaka Y., Temmyo J. Direct Growth Properties of Graphene Layers on Sapphire Substrate by Alcohol-Chemical Vapor Deposition // Japanese J. Appl. Phys. - V. 51. - N. 4S. - P. 04DN03.] On an atomically smooth sapphire surface, films with a thickness of several nm with an optical transmission of 80-90% and an electrical resistance of 2-7 kOhm / sq. Were obtained.

При сравнении различных спиртов в качестве прекурсоров (метанол, этанол, пропанол) показано, что пленки, полученные из паров этанола, обладают наилучшей степенью кристалличности [Guermoune A., Chari Т., Popescu F., Sabri S.S., Guillemette J., Skulason H.S., Szkopek Т., Siaj M.Chemicalvapordepositionsynthesisofgrapheneoncopperwithmethanol, ethanol, andpropanolprecursors // Carbon. - V. 49. - N. 13. - P. 4204-4210.]. Также проведено сравнение углеродных пленок, синтезированных из паров пентана и этанола. Тонкие пленки из нескольких графеновых слоев получали при атмосферном давлении на поверхности медной подложки, барботируя через жидкий органический прекурсор смесь аргона и водорода. Показано, что этанол является предпочтительным реагентом, поскольку позволяет получать ГПП с меньшим электрическим сопротивлением и более высокой подвижностью электронов (за счет меньшего количества дефектов и более высокой степени совершенства структуры). Аналогичным методом авторы [Campos-Delgado J.,

Figure 00000001
A.R., Algara-Siller G., Hackens В., Pardoen Т., Kaiser U., Dresselhaus M.S., Charlier J.-C, Raskin J.-P. CVD synthesis of mono-and few-layer graphene using alcohols at low hydrogen concentration and atmospheric pressure // Chem. Phys. Lett. - 2013. - V. 584. - P. 142-146] синтезировали моно-, двух- и трехслойный графен. Причем было показано, что для успешного получения качественного материала необходимо использовать предельно низкую (5%) объемную концентрацию водорода в газовой смеси. Отмечено также, что графеновые слои в получаемых образцах довольно слабо взаимодействуют между собой, что позволяет использовать их для получения монослоя графена путем расслоения. Тонкие графитовые пленки, состоящие из нанозерен многослойного графена были получены авторами [Miyasaka Y., Nakamura А., Temmyo J. Graphite thinfilms consisting of nanograins of multilayergrapheneonsapphiresubstratesdirectlygrownbyalcoholchemicalvapordep osition // Jap.J. Appl. Phys - V. 50- P. 04DH12.] на поверхности непланарной сапфировой подложки методом термического разложения этанола в присутствии водорода.When comparing various alcohols as precursors (methanol, ethanol, propanol), it was shown that films obtained from ethanol vapors have the best degree of crystallinity [Guermoune A., Chari T., Popescu F., Sabri SS, Guillemette J., Skulason HS , Szkopek T., Siaj M. Chemicalvapordepositionsynthesisofgrapheneoncopperwithmethanol, ethanol, andpropanolprecursors // Carbon. - V. 49. - N. 13. - P. 4204-4210.]. A comparison is also made of carbon films synthesized from pentane and ethanol vapors. Thin films of several graphene layers were obtained at atmospheric pressure on the surface of a copper substrate by bubbling a mixture of argon and hydrogen through a liquid organic precursor. It has been shown that ethanol is a preferred reagent, since it allows one to obtain GLP with a lower electrical resistance and a higher electron mobility (due to a smaller number of defects and a higher degree of structural perfection). By a similar method the authors [Campos-Delgado J.,
Figure 00000001
AR, Algara-Siller G., Hackens B., Pardoen T., Kaiser U., Dresselhaus MS, Charlier J.-C, Raskin J.-P. CVD synthesis of mono-and few-layer graphene using alcohols at low hydrogen concentration and atmospheric pressure // Chem. Phys. Lett. - 2013. - V. 584. - P. 142-146] synthesized mono-, two- and three-layer graphene. Moreover, it was shown that to successfully obtain a high-quality material, it is necessary to use an extremely low (5%) volume concentration of hydrogen in the gas mixture. It was also noted that the graphene layers in the obtained samples interact rather weakly with each other, which makes it possible to use them to obtain a graphene monolayer by exfoliation. Thin graphite films consisting of multilayer graphene nanograins were obtained by the authors [Miyasaka Y., Nakamura A., Temmyo J. Graphite thinfilms consisting of nanograins of multilayergrapheneonsapphiresubstratesdirectlygrownbyalcoholchemicalvapordep osition // Jap.J. Appl. Phys - V. 50- P. 04DH12.] On the surface of a nonplanar sapphire substrate by the thermal decomposition of ethanol in the presence of hydrogen.

Таким образом, методы получения графена из спирта можно разделить на две группы. К первой группе относятся: синтез графена методом химического осаждения паров, эпитаксиальное выращивание на металлической поверхности и т.п.Они позволяют формировать графен высокого качества, но являются достаточно длительными и дорогостоящими, так как предполагают использование сложного специфического оборудования и выполнение строгих технологических условий. Для получения графена в свободном виде требуются специальные процедуры отделения от подложки и очистки. Вторая группа объединяет такие методы как микромеханическое расслоение графита, жидкофазное расслоение графита, окисление графита и т.п.Они более просты в реализации, но имеют существенные недостатки. Это, прежде всего, малая доля выхода графена требуемого качества и необходимость его очистки от сопутствующего материала и используемых технологических сред [Седловец Д.М., Редькин А.Н., Корепанов В.И. Влияние условий синтеза на свойства тонких углеродных пленок, полученных пиролизом паров этанола // XIX Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Сборник материалов конференции. - Волгоград, 2011. - С. 565.]. Кроме того, осуществленное впервые микромеханическое расщепление грифеля явилось фундаментом для целого ряда новых методик, основанных на возможности расслоения графита. Однако, этот метод не позволяет масштабировать процесс синтеза, д при этом он не контролируем, так как частицы имеют небольшие размеры, неправильную форму и нерегулярную структуру. Таким образом, методы расслаивания не могут применяться для полноценного использования экстраординарных свойств графена и его дальнейшего коммерческого применения.Thus, the methods for obtaining graphene from alcohol can be divided into two groups. The first group includes: the synthesis of graphene by chemical vapor deposition, epitaxial growth on a metal surface, etc. They allow the formation of high-quality graphene, but are rather long and expensive, since they require the use of complex specific equipment and the fulfillment of strict technological conditions. To obtain graphene in free form, special procedures are required for separation from the substrate and cleaning. The second group combines such methods as micromechanical exfoliation of graphite, liquid-phase exfoliation of graphite, oxidation of graphite, etc. They are simpler to implement, but have significant drawbacks. This is, first of all, a small fraction of the yield of graphene of the required quality and the need for its purification from the accompanying material and used technological media [Sedlovets DM, Redkin AN, Korepanov V.I. Influence of synthesis conditions on the properties of thin carbon films obtained by pyrolysis of ethanol vapors // XIX Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry. Collection of conference materials. - Volgograd, 2011. - S. 565.]. In addition, the micromechanical splitting of the lead, carried out for the first time, has become the foundation for a whole series of new techniques based on the possibility of graphite delamination. However, this method does not allow scaling the synthesis process, and at the same time it is not controllable, since the particles are small, irregular in shape and irregular structure. Thus, delamination methods cannot be used to fully exploit the extraordinary properties of graphene and its further commercial application.

Известен способ производства графена в криогенных жидкостях (см. Mortazavi S.Z., P. Parvin, Reyhani A. Fabrication of graphene based on Q-switched Nd:YAG laser ablation of graphite target in liquid nitrogen. LaserPhysicsReviewLetters, 2012, Vol. 9, №7, P. 547-552 (прототип)), при котором графен получают путем лазерной абляции графитовой мишени, помещенной в жидкий азот, используя импульсный наносекундный Nd:YAG лазер с модулированной добротностью.A known method for the production of graphene in cryogenic liquids (see Mortazavi SZ, P. Parvin, Reyhani A. Fabrication of graphene based on Q-switched Nd: YAG laser ablation of graphite target in liquid nitrogen. LaserPhysicsReviewLetters, 2012, Vol. 9, No. 7 , P. 547-552 (prototype)), in which graphene is obtained by laser ablation of a graphite target placed in liquid nitrogen using a pulsed nanosecond Q-switched Nd: YAG laser.

К недостаткам этого способа можно отнести то, что для получения графена требуется длительное время (20 минут) и обработка поверхности мишени производится неподвижным лазерным пучком, что ограничивает площадь синтеза границами пятна фокусировки излучения. Совокупность данных недостатков уменьшает производительность рассматриваемого способа.The disadvantages of this method include the fact that it takes a long time (20 minutes) to obtain graphene, and the target surface is processed with a stationary laser beam, which limits the synthesis area by the boundaries of the radiation focusing spot. The combination of these disadvantages reduces the performance of the method under consideration.

Многие из современных плазменных технологий, нацеленных на синтез графена, включают в себя химическое осаждение из паровой фазы с применением плазмы (PECVD). Этим методам необходимы подложки и среда низкого давления (ниже 10 Торр). Синтез и рост PECVD- материалов происходит через поверхностные реакции и, следовательно, зависит от условий, создаваемых подложкой. В целом, недостатком этого направления является сложность подготовки поверхности подложки, использование дорогого вакуумного оборудования, наличие дополнительного этапа отделения структуры от подложки, что, в комплексе, удорожает конечную продукцию.Many of the current plasma technologies targeting graphene synthesis include plasma-assisted chemical vapor deposition (PECVD). These methods require substrates and low pressure media (below 10 Torr). The synthesis and growth of PECVD materials occurs via surface reactions and, therefore, depends on the conditions created by the substrate. In general, the disadvantage of this direction is the complexity of the preparation of the substrate surface, the use of expensive vacuum equipment, the presence of an additional stage of separating the structure from the substrate, which, in combination, increases the cost of the final product.

С точки зрения простоты метода и синтеза графена без подложек интерес представляет подход с использованием аэрозольсодержащей плазмы (Engineering Particles Using the Aerosol Though-Plasma Method), так называемый A-T-P метод, реализуемый, как правило, с помощью аргоновой микроволновой или ВЧ плазмы при атмосферном и чуть пониженном давлении.From the point of view of the simplicity of the method and the synthesis of graphene without substrates, of interest is the approach using the Aerosol Though-Plasma Method (Engineering Particles Using the Aerosol Though-Plasma Method), the so-called ATP method, which is usually implemented using an argon microwave or HF plasma at atmospheric and slightly reduced pressure.

Известен способ синтеза графена без использования подложки в газовой фазе в результате пропускания жидких капель этанола в аргоновой плазме в микроволновом плазменном реакторе с атмосферным давлением [Dato, А.; Radmilovic, V.; Lee, Z.; Phillips, J.; Frenklach, M. Substrate-freegas-phasesynthesis of graphenesheets. NanoLett. 2008, 8, 2012-2016]. Эксперименты проводились в микроволновом (2,45 ГГц) плазменном реакторе при атмосферном давлении при пропускании потока аргона со скоростью 1,71 л / мин. Подача аэрозоля, состоящего из газа аргона (2 л/ мин)и капель этанола (4×10-4 л / мин) осуществлялась непосредственно в плазму аргона. В течение 10-1 с капли этанола быстро испаряются и диссоциируют в плазме, образуя твердый продукт, который собирается на нейлоновых мембранных фильтрах. Скорость получения углеродного материала на фильтрах составляла 2 мг / мин при массе вводимого углерода в этаноле 164 мг / мин. Недостатком данного подхода является низкая скорость образования продукта, и невозможность масштабирования метода, поскольку продукт необходимо вымывать из фильтра.A known method for the synthesis of graphene without using a substrate in the gas phase as a result of passing liquid drops of ethanol in argon plasma in a microwave plasma reactor with atmospheric pressure [Dato, A .; Radmilovic, V .; Lee, Z .; Phillips, J .; Frenklach, M. Substrate-freegas-phasesynthesis of graphenesheets. NanoLett. 2008, 8, 2012-2016]. The experiments were carried out in a microwave (2.45 GHz) plasma reactor at atmospheric pressure while passing an argon flow at a rate of 1.71 L / min. An aerosol consisting of argon gas (2 L / min) and ethanol drops (4 × 10 -4 L / min) was fed directly into the argon plasma. Within 10 -1 s, the ethanol droplets quickly evaporate and dissociate in the plasma, forming a solid product, which is collected on nylon membrane filters. The rate of obtaining the carbon material on the filters was 2 mg / min with the mass of introduced carbon in ethanol 164 mg / min. The disadvantage of this approach is the low rate of product formation, and the impossibility of scaling up the method, since the product must be washed out of the filter.

Близким техническим решением получения высококачественного графена на основе А-Т-Р метода является перевод жидкого этанола в парообразное состояние [С Melero, R

Figure 00000002
, J
Figure 00000003
, G Zhang, S Sun, A Perez, О Royuela,
Figure 00000004
-GagoandMDCalzadaPlasmaPhys. Control. Fusion 60 (2018) 014009] и подача уже паров в аргоновую плазму. Всей системе преобразования этанола через плазму аргона авторы дали название TIAGO. Скорость расхода Ar составляла 1 л/ мин. Расход этанола-2 г ч-1, что не превышало 2% от объема смеси Ar-EtOH. Этанол испарялся с помощью управляемого смесителя испарителя (СЕМ, Bronkhorst) перед тем, как вводится в плазму. После зажигания плазмы Ar газовую смесь Ar-EtOH добавляли к плазме TIAGO через стальную трубку, нагретую до 110°С, для предотвращения конденсации этанола. Система состоит из регулятора потока жидкости Кориолиса (LIQUID-Flow®) для этанола, регулятор массового расхода (EL-FLOW®) для Ar, который действует как газ-носитель и устройство контролируемого смешивания / испарения. Этанол был помещен в небольшой резервуар под давлением гелия для обеспечения правильной работы регулятора расхода жидкости. Достоинство метода - отсутствие нейлоновых фильтров. Существенный недостаток - аппаратурно сложный метод, при котором помимо перевода жидкости в пар, необходимо поддержание 110°С в системе, чтобы предотвратить обратный процесс.A close technical solution for obtaining high-quality graphene based on the A-T-P method is the transfer of liquid ethanol to a vapor state [C Melero, R
Figure 00000002
, J
Figure 00000003
, G Zhang, S Sun, A Perez, O Royuela,
Figure 00000004
-GagoandMDCalzadaPlasmaPhys. Control. Fusion 60 (2018) 014009] and the supply of vapors to argon plasma. The authors gave the name TIAGO to the entire system for converting ethanol through argon plasma. The Ar consumption rate was 1 L / min. Ethanol consumption - 2 g h -1 , which did not exceed 2% of the volume of the Ar-EtOH mixture. Ethanol was evaporated using a controlled evaporator mixer (CEM, Bronkhorst) before being injected into the plasma. After ignition of the Ar plasma, an Ar-EtOH gas mixture was added to the TIAGO plasma through a steel tube heated to 110 ° C to prevent ethanol condensation. The system consists of a Coriolis fluid flow controller (LIQUID-Flow®) for ethanol, a mass flow controller (EL-FLOW®) for Ar which acts as a carrier gas and a controlled mixing / vaporization device. Ethanol was placed in a small pressurized helium tank to ensure proper operation of the fluid flow regulator. The advantage of the method is the absence of nylon filters. A significant drawback is a complex hardware method, in which, in addition to transferring liquid into steam, it is necessary to maintain 110 ° C in the system in order to prevent the reverse process.

Анализ литературы и показал, что использование этанола в качестве прекурсора углерода представляется достаточно перспективным, поскольку этанол можно получить при брожении отходов сельскохозяйственной промышленности. Недостатком известных методов является низкая производительность, и невозможность их масштабировать в силу особенности микроволнового разряда; повышенное требование к чистоте спирта; сложность использования других жидких реагентов, так как необходимо учитывать их физико-химические свойства и настраивать соответствующим образом оборудование: многоступенчатая система (например, смесь из аргона со спиртом подается в аргон) не позволяет полностью управлять процессом.Analysis of the literature showed that the use of ethanol as a carbon precursor seems to be quite promising, since ethanol can be obtained by fermentation of agricultural waste. The disadvantage of the known methods is their low productivity, and the impossibility of scaling them due to the peculiarities of the microwave discharge; increased requirement for the purity of alcohol; the complexity of using other liquid reagents, since it is necessary to take into account their physicochemical properties and adjust the equipment accordingly: a multistage system (for example, a mixture of argon with alcohol is fed into argon) does not allow complete control of the process.

Технически задача эффективного синтеза графена без использования подложки, включающего подачу плазмообразующего потока, содержащего исходный углеродсодержащего материал и буферный газ, в плазмотрон, конверсию в плазменной струе и последующее резкое охлаждение продуктов высокотемпературной диссоциации, состоит в том, что в качестве углеродсодержащего материала используют углеродосодержащую жидкость, которую вводят под давлением азота в струю буферного газа для формирования плазмообразующего потока при соотношении углеродосодержащая жидкость: буферный газ, составляющем 1:(3÷5), определяемом с помощью спектрального анализа, а для конверсии сформированный поток в виде аэрозоля подают в разрядный промежуток плазмотрона при пониженном давлении.Technically, the problem of efficient synthesis of graphene without the use of a substrate, including the supply of a plasma-forming flow containing an initial carbon-containing material and a buffer gas, to a plasmatron, conversion in a plasma jet, and subsequent sharp cooling of the products of high-temperature dissociation, consists in the fact that a carbon-containing liquid is used as a carbon-containing material, which is introduced under nitrogen pressure into a stream of buffer gas to form a plasma-forming flow at a ratio of carbon-containing liquid: buffer gas of 1: (3 ÷ 5), determined using spectral analysis, and for conversion, the formed stream in the form of an aerosol is fed into the discharge gap of the plasmatron at reduced pressure.

При этом в отличие от прототипа для создания плазмообразующего потока не требуется дополнительного смешения с плазмообразующим газом (аргоном), не требуется дополнительных систем для перевода жидкости в парообразное состояние. Сформированный холодный поток подается в разрядный промежуток генератора плазмы со скоростью 3-3,5 г⋅с-1, где он подвергается высокотемпературной диссоциации. Образовавшийся плазменный поток резко охлаждается в объеме реактора. При найденном экспериментально соотношении компонентов значительное количество углерода может конденсироваться в ядре парогазового потока, что приводит к появлению области пересыщенной паром конденсирующегося компонента - области образования и роста графена, что обеспечивает масштабируемость процесса. Причем в системе создаются температуры 8000-10000 К, а это позволяет снизить требования к качеству жидких реагентов. Основной путь, по которому велись исследования, - это резкое повышение эффективности схемы технологической линии "сырье - бункер готовой продукции". В качестве плазмообразующего газа можно использовать дешевый азот, чистый гелий и как в прототипах - аргон.At the same time, unlike the prototype, to create a plasma-forming flow, additional mixing with a plasma-forming gas (argon) is not required, no additional systems are required to convert the liquid into a vapor state. The formed cold flow is fed into the discharge gap of the plasma generator at a rate of 3-3.5 g⋅s -1 , where it undergoes high-temperature dissociation. The resulting plasma flow is rapidly cooled in the volume of the reactor. With the experimentally found ratio of components, a significant amount of carbon can condense in the core of the vapor-gas flow, which leads to the appearance of a region oversaturated with vapor of the condensing component - the region of formation and growth of graphene, which ensures the scalability of the process. Moreover, temperatures of 8000-10000 K are created in the system, and this makes it possible to reduce the requirements for the quality of liquid reagents. The main way in which the research was carried out was a sharp increase in the efficiency of the scheme of the technological line "raw material - finished product bin". As a plasma-forming gas, you can use cheap nitrogen, pure helium, and, as in prototypes, argon.

Технический результат изобретения заключается в том, чтобы в холодном аэрозольсодержащем плазмообразующем потоке, соотношение углерод содержащей жидкости и буферного газа составило 1: 3÷5.The technical result of the invention is that in a cold aerosol-containing plasma-forming flow, the ratio of the carbon-containing liquid and the buffer gas is 1: 3 ÷ 5.

Заявляемое соотношение плазмообразующего газа и аэрозоля 1:3÷5 обеспечивает высокую скорость образования твердой фазы. Превышение найденного соотношения приведет к тушению разряда. Уменьшение свыше 1:5,0 к образованию сажи.The claimed ratio of plasma gas and aerosol 1: 3 ÷ 5 provides a high rate of solid phase formation. Exceeding the found ratio will lead to discharge quenching. Reduction above 1: 5.0 in soot formation.

Предлагаемый способ имеет следующие преимущества:The proposed method has the following advantages:

1. Одновременный ввод углеродсодержащего источника и буферного газа в плазмотрон;1. Simultaneous injection of a carbon-containing source and a buffer gas into the plasmatron;

2. Упростить технологическую схему получения графена, повысить ее эффективность;2. To simplify the technological scheme for obtaining graphene, to increase its efficiency;

3. За счет непосредственной подачи в разрядный промежуток снижаются требования к исходному сырью, что дает возможность использования ферментированных сельскохозяйственных отходов;3. Due to the direct supply to the discharge gap, the requirements for the feedstock are reduced, which makes it possible to use fermented agricultural waste;

4. Синтезируемый графен малодефектен, малослоен и обеспечивает возможность расширения областей его применения за счет снижения его стоимости.4. The synthesized graphene is low-defect, low-layer, and provides the possibility of expanding its areas of application by reducing its cost.

Способ основан на введении холодного аэрозольного плазмообразующего потока в разрядный промежуток генератора плазмы. Углеродсодержащая жидкость вводится в струю буферного газа с образованием аэрозоля под давлением (механическим или вспомогательного газа), компенсирующего возможные колебания давления в потоке и который позволяет доставить аэрозоль в центр струи. Здесь жидкость распыляется потоком буферного газа, смешивается с ним, попадая в разрядный промежуток при пониженном давлении (350-740 Торр), которое затем повышается до атмосферного, быстро и полно испаряется, а затем диссоциирует. Такой способ исключает коррозионное воздействие раствора на электроды, появление неконтролируемых смещений плазменной струи, нарушений ее горения и обеспечивает эффективное вхождение реагента в плазму без применения несущего газа, специальной системы осушения аэрозоля.The method is based on the introduction of a cold aerosol plasma flow into the discharge gap of the plasma generator. The carbon-containing liquid is introduced into the buffer gas stream to form a pressurized aerosol (mechanical or auxiliary gas), which compensates for possible pressure fluctuations in the flow and which allows the aerosol to be delivered to the center of the stream. Here, the liquid is sprayed with a flow of buffer gas, mixed with it, falling into the discharge gap at a reduced pressure (350-740 Torr), which then rises to atmospheric, quickly and completely evaporates, and then dissociates. This method eliminates the corrosive effect of the solution on the electrodes, the appearance of uncontrolled displacements of the plasma jet, disturbances in its combustion, and ensures the effective entry of the reagent into the plasma without the use of a carrier gas, a special system for drying aerosol.

Способ сухого синтеза графена из жидких реагентов осуществляется следующим образом.The method for dry synthesis of graphene from liquid reagents is carried out as follows.

Углеродсодержащая жидкость под давлением технического азота вводится в струю аргона попутно течению и при этом распыляется с образованием аэрозоля. Скорость расхода буферного газа составляет 0,5-3,5 г/с. При этом создают соотношение 1:3÷5 жидкий реагент : аргон (гелий, азот) с помощью спектрального анализа, по которому определяется изменение концентрации углерода. С помощью методов электронной микроскопии установлено, что при данных условиях формируются графеновые структуры. При найденном соотношении скорость синтеза графена составила 50 г/час.A carbon-containing liquid under the pressure of technical nitrogen is introduced into an argon stream along the flow and is sprayed with the formation of an aerosol. The flow rate of the buffer gas is 0.5-3.5 g / s. This creates a ratio of 1: 3 ÷ 5 liquid reagent: argon (helium, nitrogen) using spectral analysis, which determines the change in carbon concentration. It was established using electron microscopy that graphene structures are formed under these conditions. With the found ratio, the rate of graphene synthesis was 50 g / h.

В качестве углеродсодержащей жидкости могут использоваться спирты (этанол), бензол, толуол, керосин и др.Alcohols (ethanol), benzene, toluene, kerosene, etc. can be used as a carbon-containing liquid.

В предлагаемом способе происходит быстрое охлаждение холодных капель в термической плазме. В результате перенасыщения паров углерода зарождаются центры кристаллизации графена. Происходит рост графена в объеме реактора, без использования каталитических подложек, причем, морфология графена не уступает структурам, выращенным на медной или никелевой подложке CVD- методом.In the proposed method, there is a rapid cooling of cold drops in thermal plasma. As a result of the supersaturation of carbon vapors, graphene crystallization centers arise. Graphene grows in the reactor volume without the use of catalytic substrates, and the morphology of graphene is not inferior to the structures grown on a copper or nickel substrate by the CVD method.

Предлагаемый способ позволяет упростить процесс синтеза графена, повысить технологичность процесса, его производительность и надежность.The proposed method makes it possible to simplify the process of graphene synthesis, improve the manufacturability of the process, its productivity and reliability.

На рис. 1 представлена морфология синтезированного графена при использовании гелия в качестве плазмообразующего газа.In fig. 1 shows the morphology of synthesized graphene using helium as a plasma-forming gas.

Примеры исполнения предлагаемого способа.Examples of the implementation of the proposed method.

Пример 1. Реализован способ для получения графена, при использовании смеси жидкий реагент : плазмообразующий газ = 1:3. В качестве плазмообразующего газа используется аргон, жидкого реагента-этанол. При добавлении этанола в аргон формируется холодный аэрозоль содержащий поток, который подается в плазмотрон. Расход аргона составил 3,0 г/с.Давление среды до ввода жидкого реагента 350 Торр. При конверсии данной смеси формируется графен с производительностью 50 г/час.Example 1. Implemented a method for producing graphene using a mixture of liquid reagent: plasma gas = 1: 3. Argon is used as the plasma-forming gas, and the liquid reagent is ethanol. When ethanol is added to argon, a cold aerosol containing flow is formed, which is fed to the plasmatron. The argon consumption was 3.0 g / s. The pressure of the medium before the introduction of the liquid reagent was 350 Torr. When this mixture is converted, graphene is formed with a productivity of 50 g / h.

Пример 2. Реализован способ для получения графена, при использовании смеси жидкий реагент : плазмообразующий газ = 1:5. В качестве плазмообразующего газа используется азот, жидкого реагента-этанол. При добавлении этанола в аргон формируется холодный аэрозоль содержащий поток, который подается в плазмотрон. Расход азота составил 1,5 г/с.Давление среды до ввода жидкого реагента 350 Торр. При конверсии данной смеси формируется графен с производительностью 30 г/час.Example 2. Implemented a method for producing graphene using a mixture of liquid reagent: plasma-forming gas = 1: 5. Nitrogen is used as a plasma-forming gas, ethanol is a liquid reagent. When ethanol is added to argon, a cold aerosol containing flow is formed, which is fed to the plasmatron. The nitrogen consumption was 1.5 g / s. The pressure of the medium before the introduction of the liquid reagent was 350 Torr. When this mixture is converted, graphene is formed with a productivity of 30 g / h.

Пример 3. Реализован способ для получения графена, при использовании смеси жидкий реагент : плазмообразующий газ = 1:4. В качестве плазмообразующего газа используется аргон, жидкого реагента-этанол. При добавлении этанола в аргон формируется холодный аэрозоль содержащий поток, который подается в плазмотрон. Расход аргона составил 3,5 г/с. Давление среды до ввода жидкого реагента 710 Торр. При конверсии данной смеси формируется графен с производительностью 30 г/час.Example 3. Implemented a method for producing graphene using a mixture of liquid reagent: plasma gas = 1: 4. Argon is used as the plasma-forming gas, and the liquid reagent is ethanol. When ethanol is added to argon, a cold aerosol containing flow is formed, which is fed to the plasmatron. The argon consumption was 3.5 g / s. The pressure of the medium before the introduction of the liquid reagent is 710 Torr. When this mixture is converted, graphene is formed with a productivity of 30 g / h.

Заявляемый способ позволяет использовать сырье в виде жидких углеродсодержащих отходов для синтеза графена.The inventive method allows the use of raw materials in the form of liquid carbon-containing waste for the synthesis of graphene.

Claims (1)

Способ синтеза графена без использования подложки, включающий подачу плазмообразующего потока, содержащего исходный углеродсодержащий материал и буферный газ, в плазмотрон, конверсию в плазменной струе и последующее резкое охлаждение продуктов высокотемпературной диссоциации, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего материала используют углеродсодержащую жидкость, которую вводят под давлением азота в струю буферного газа для формирования плазмообразующего потока при соотношении углеродсодержащая жидкость : буферный газ, составляющем 1:(3÷5), определяемом с помощью спектрального анализа, а для конверсии сформированный поток в виде аэрозоля подают в разрядный промежуток плазмотрона при пониженном давлении.A method for synthesizing graphene without using a substrate, including supplying a plasma-forming flow containing an initial carbon-containing material and a buffer gas to a plasmatron, conversion in a plasma jet, and subsequent rapid cooling of high-temperature dissociation products, characterized in that a carbon-containing liquid is used as a carbon-containing material, which is introduced under pressure of nitrogen into the stream of buffer gas to form a plasma-forming flow at a ratio of carbon-containing liquid: buffer gas of 1: (3 ÷ 5), determined by spectral analysis, and for conversion, the formed stream in the form of an aerosol is fed into the discharge gap of the plasmatron at reduced pressure.
RU2019129642A 2019-09-20 2019-09-20 Dry synthesis of graphene from liquid reagents RU2738818C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019129642A RU2738818C1 (en) 2019-09-20 2019-09-20 Dry synthesis of graphene from liquid reagents

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019129642A RU2738818C1 (en) 2019-09-20 2019-09-20 Dry synthesis of graphene from liquid reagents

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2738818C1 true RU2738818C1 (en) 2020-12-17

Family

ID=73835094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019129642A RU2738818C1 (en) 2019-09-20 2019-09-20 Dry synthesis of graphene from liquid reagents

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2738818C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116022777A (en) * 2023-01-16 2023-04-28 山东大学 Easily-stripped near-free-state graphene and preparation method and application thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190047865A1 (en) * 2017-08-08 2019-02-14 H Quest Partners, L.P. Methods and Systems for Microwave Assisted Production of Graphitic Materials

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190047865A1 (en) * 2017-08-08 2019-02-14 H Quest Partners, L.P. Methods and Systems for Microwave Assisted Production of Graphitic Materials

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АМИРОВ Р.Х. и др., Синтез углеродных наноструктур в плазмоструйном реакторе, РЭНСИТ, 2015, т. 7, no. 2, сс. 175-179. ALBERT DATO, MICHAEL FRENKLACH, Substrate-free microwave synthesis of graphene: experimental conditions and hydrocarbon precursors, New J. of Phys., 2010, v. 12, Abstract, разделы 1, 3.1. и 3.5. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116022777A (en) * 2023-01-16 2023-04-28 山东大学 Easily-stripped near-free-state graphene and preparation method and application thereof
CN116022777B (en) * 2023-01-16 2024-05-24 山东大学 Easily-stripped near-free-state graphene and preparation method and application thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dato Graphene synthesized in atmospheric plasmas—A review
US5514350A (en) Apparatus for making nanostructured ceramic powders and whiskers
EP4073846B1 (en) Method and apparatus for deposition of carbon nanostructures
EP3567130B1 (en) Reactor for fabrication of graphene
Amadi et al. Nanoscale self-assembly: concepts, applications and challenges
US20100301212A1 (en) Substrate-free gas-phase synthesis of graphene sheets
MXPA01002186A (en) Carbon media for storage of hydrogen.
JP4443423B2 (en) Single-walled carbon nanotube manufacturing method and manufacturing apparatus
RU2738818C1 (en) Dry synthesis of graphene from liquid reagents
JP4710002B2 (en) Membrane manufacturing method
Sedlovets et al. Electrical conductivity and optical properties of thin carbon films grown from ethanol vapor
Jaisi et al. Switching isotropic and anisotropic graphene growth in a solid source CVD system
Mahyuddina et al. Recent progress on CVD growth of graphene from a liquid carbon precursor
KR100593268B1 (en) A manufacturing process of Fe nano powder with carbide coating by Chemical Vapor Condensation
US20230077902A1 (en) Submerged-plasma process for the production of nanostructured materials
JP2015147706A (en) Method of manufacturing single crystal graphene using plastic waste and the like as raw material, and touch panel using single crystal graphene
Shavelkina et al. Continuous Synthesis of Hydrogenated Graphene in Thermal Plasma
CN104032282B (en) Scheme and similar device for solving problem of flatness influence caused by substrate atom evaporation at high temperature
US20240017998A1 (en) Method of producing single crystalline boron nitride nanosheets and boron carbon nitride nanosheets
Selvakumar et al. Influence of reactive environment on the growth of graphene by CVD method
Datoa EARLY CAREER SCHOLARS IN MATERIALS SCIENCE 2019: INVITED FEATURE PAPER
Rahman et al. Tag El Din, EM Fabrication of Graphene Sheets Using an Atmospheric Pressure Thermal Plasma Jet System. Energies 2022, 15, 7245
Molian Laser physico-chemical vapour deposition of cubic boron nitride thin films
CN112575310A (en) Method for preparing graphene film through low-temperature chemical vapor deposition
JPH0570229A (en) Production and equipment for cubic tungsten carbide film