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最新的石墨烯廉价制备方法(2016.4 Chem.Mater.)

已有 2852 次阅读 2016-4-7 12:59 |个人分类:材料文献阅读笔记|系统分类:科研笔记| 石墨烯, 廉价制备

   201642日,在ACS旗下的Chemistry of MaterialsIF=8.4)期刊网页上刊出了我国复旦大学的Hongbin Lu(卢红斌教授课题组)的关于廉价,尺度可控高性能的石墨烯的制备过程(titleRoom-TemperatureIntercalation and 1000-Fold Chemical Expansion for Scalable Preparation ofHigh-Quality Graphene

   该过程采用液相剥离的方法,经过室温条件下插层、层扩展及剥离的三个过程:第一,1g石墨(尺寸大约100目),8.5g CrO37mL浓盐酸(盐酸浓度为12M)在一个100mL的两口烧瓶中,常温下反应2h。在这个过程中,盐酸的存在,使插层进入层间的CrO3与盐酸反应形成H2Cr2O7;第二,然后在30%浓度的双氧水溶液中浸泡,H2Cr2O7则与双氧水反应,变成CrO5,最后变成Cr3+盐和释放出氧气,最终导致了层间的扩展。获得长程扩展了1000倍的石墨片CEG,这样的石墨片的比表面积高达847m2/g。第三,室温下超声分散,获得最终的产物,石墨烯片(图4)。

1 石墨片的CrO3基化学扩层及剥离的过程机理示意图。

  扩层之后的产品宏观形貌是长如图2所示,像纤维的样子,这种纤维的微观结构如图3所示,可达到1000多层,具有很多的孔,比表面积达到847m2/g


2 化学法扩层的多层石墨片。


3 扩层后的石墨(CEGSEM表征结果

 

4 剥离之后获得的石墨烯片层TEM照片(左);剥离的石墨烯压片的导电效果图(右)

 

由于该文采用的扩层化学物质是CrO3,而且用量还不是一般的多,石墨与CrO3的比例为1g8.5gCrO3的用量是石墨的8.5倍。过程中未反应及后处理产生的废液对环境是有毒的,虽然作者提出了有效的减少Cr3+污染的方法,但是还是属于不足之处。但正是因为这个不足,给致力于石墨烯廉价合成方法研究的人们一个思路:寻找可以替代CrO3的物质,只要能够被吸入层间(这个可以通过浸泡之后SEM观察层间是否增大来判断),然后用氧化还原的方法,让吸附层间的物质能够释放出某种气体,让形成的气体让石墨层扩展,最后通过超声分散获得石墨烯。

 

点击二维码获得该论文原文:

或者从下面链接获得原文:http://wenku.baidu.com/view/b68a1206856a561253d36f98

 

摘要:2016.4Chem.Mater. DOI: 10.1021/acs.chemmater.5b05043.




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