理论教育 液相水剥离氧化石墨优化方法

液相水剥离氧化石墨优化方法

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:在超声处理期间,石墨烯层带有负电荷,电斥力抑制了它们的再结合,使其浮在水上,石墨烯片会紧密连接成一个单独的薄片,称为氧化石墨烯纸。接下来就是还原氧化石墨烯。液相水剥离氧化石墨量产石墨烯所面临的挑战:液相水剥离氧化石墨过程较为复杂,且得到的石墨烯质量不够上乘。

液相水剥离氧化石墨优化方法

该方法是先通过化学处理氧化石墨小颗粒。

过程:氧化石墨的标准程序是让石墨在硝酸或硝酸硫酸混合液中与强氧化剂进行化学反应,如高锰酸钾(KMnO4)、氯酸钾(KClO3)和亚硝酸钠(NaNO2)等[即赫默法(Hummers method)]。这一过程产生的氧化石墨中堆积的石墨烯片的层间距为0.6~1nm,具体数值取决于含水量。氧化石墨含有数个功能团,如氢氧基或环氧化物,因而可溶于水。因此,液相剥离的原理可应用于声波降解法。在超声处理期间,石墨烯层带有负电荷,电斥力抑制了它们的再结合,使其浮在水上,石墨烯片会紧密连接成一个单独的薄片,称为氧化石墨烯纸。氧化石墨烯纸可用于制造透水薄膜、超级电容器、石墨烯电子通信产品和需要超速晶体管的成像技术。

接下来就是还原氧化石墨烯(GO)。由于氧化石墨烯具有电绝缘性却不具备热稳定性,还原氧化石墨烯是恢复其导电性的必要步骤之一。此步骤在离心分离氧化石墨纳米片之后,氧化石墨烯原位还原至石墨烯的原始状态,从而恢复其高导电性。还原氧化石墨烯片的方法有两种:一是微波辐射;二是使用强化学还原剂,如联氨(N2H4)、硼氢化钠(NaBH4)或绿原酸等[崔等(Choi et al.),2013]。(www.daowen.com)

这是量产石墨烯最有潜力的方法之一。

液相水剥离氧化石墨量产石墨烯所面临的挑战:液相水剥离氧化石墨过程较为复杂,且得到的石墨烯质量不够上乘。

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