电化学法制备大尺寸少层水溶性石墨烯研究进展

日期: 2018-11-30
浏览次数: 37

石墨烯分散液是一种可应用于柔性电子器件和高导电涂层的导电浆料,但是实现大尺寸石墨烯的有效、绿色分散一直是一个难题。研究人员发现在石墨烯表面连接亲水官能团,如羧基、羟基、环氧基等是实现水溶性石墨烯的一个重要方法。电化学法由于其低成本、环境友好、效率高,是制备石墨烯最具潜力的方法。但是传统电化学法制备的石墨烯氧含量低(<10 at.%)、疏水、层厚,并且需要超声辅助剥离,这将不可避免地导致石墨烯片层的减小(5μm)因此优化电化学剥离条件,实现阳极氧化增强、制备大尺寸少层水溶性石墨烯是当前亟需解决的问题。

近期,学术期刊在线发表了中科院上海微系统与信息技术研究所石墨烯粉体研究团队丁古巧、何朋等科研人员在大尺寸少层水溶性石墨烯制备方面取得的突破性进展:在课题组之前工作的基础上,采用HOPG做阳极,电解过程中PTA析出并覆盖阳极,相比于石墨电极(1.12 g/cm3),HOPG的高密度(2.86 g/cm3)和大片层结构延长了氧化时间,从而实现了阳极氧化增强、抑制快速不完全剥离,这种完全高效的电化学剥离不需要超声即可制备出大尺寸(1-50μm)、高产率(99%)、少层(78.94%<3层)、高固含量(2.5>6个月)的水溶性石墨烯,与同类文献相比已处于领先地位。这种大尺寸水溶性石墨烯非常适合用作表面增强拉曼散射衬底,对于罗丹明6G这种探针分子的检测极限可达10-8 M,这一结果可与CVD生长的N掺杂石墨烯相媲美。HOPG的使用简化了实验步骤,并且证明了在PTA-NaOH电解液体系中获得大尺寸高产率水溶性石墨烯的可能性,另外本工作对于水溶性石墨烯制备条件的优化也具有指导性意义。

研究团队多年致力于石墨烯材料的创新制备和应用研究,大力发展原创性制备技术获得高质量石墨烯、水溶性石墨烯和石墨烯量子点等高端石墨烯材料,相关研究先后得到了国家自然科学基金项目(51802337,11774368, 11704204,11804353)中国博士后科学基金(BX201700271)的支持。


电化学法制备大尺寸少层水溶性石墨烯研究进展

在同一电解液体系中分别用HOPG和石墨纸做阳极所体现的不同的剥离过程


论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622318310893?via%3Dihub


News / 推荐新闻 More
2019 - 11-02
点击次数: 35
为强化典型引领,树立学习标杆,进一步激发...
2019 - 10-29
点击次数: 20
10月29日,上海市政协主席董云虎就上海...
2019 - 10-26
2019 - 10-22
点击次数: 54
10月19日,受全球瞩目的石墨烯大会“2...