鉅大LARGE | 點擊量:1567次 | 2019年07月02日
“親水性”石墨烯如何制備?
石墨烯獨特的二維、單原子層、連續共軛結構使其具有許多特有的性能,包括杰出的導電性和極高的載流子遷移速率、出色的導熱性、高度透光性、高力學強度和模量以及巨大的比表面積。
迄今為止,制備石墨烯的方法有很多,如化學氣相沉積法、液相剝離法、氧化還原法等。其中,氧化還原法操作簡單,被認為是大規模制備石墨烯的有效方法。氧化還原法制備的石墨烯大多數是以Hummer法制備的氧化石墨烯作為原料進行還原得到的。氧化石墨烯表面上含有多種含氧官能團(如羥基、羧基、環氧基等),這些官能團的數目、種類和分布位置都具有很強的隨機性,這使得氧化石墨烯的還原過程變得很復雜。但是,這也為石墨烯的改性創造了機會。
石墨烯具有疏水性的表面和低極性的碳骨架,這造成其易聚集、難溶于水。因此,提高石墨烯在水中的分散性對于開發石墨烯復合材料有重要作用。目前為止,親水性石墨烯一般是利用含有水溶性基團(磺酸基、羥基、羧基和氨基等)的改性劑先對氧化石墨烯改性后還原制備得到的。
其中,磺化改性不但能夠保持石墨烯固有的特性,還可以增加石墨烯的分散性。然而,磺化改性石墨烯必須再用還原劑進行預還原或還原后處理才能得到,這樣導致合成過程至少需要兩步或更多反應步驟。此外,所采用的還原劑大部分具有毒性,這不僅增加了廢液處理的難度,更是對石墨烯后續應用帶來負面影響。
那么,如何節省工藝條件,并避免有毒還原劑的使用,最終大規模制備親水性石墨烯?在由中國粉體網,江蘇省納米技術產業創新中心聯合主辦的“2019第二屆低維碳納米材料制備及應用技術高峰論壇”(2019年6月4-5日,蘇州)上,來自北京化工大學的毋偉教授屆時將會為大家帶來題為《親水性石墨烯的制備及應用》的精彩報告。
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