1月9日,記者從中北大學獲悉,該校孫友誼教授團隊利用膠體化學體積排斥作用,并結合二維片狀納米材料剝離新方法,實現了石墨烯高效宏量制備。相關成果日前發表在《自然·通訊》上。
石墨烯是一種由碳原子構成的新型單層片狀結構材料,因其具有高導電性、高強度、高熱導率等特性,在新能源、功能高分子復合材料、傳感器等領域具有廣泛應用前景。
山西省科技創新中心主任、中北大學材料科學與工程學院教授孫友誼介紹,目前科研界常見的石墨烯制備方法有氧化還原法、機械剝離法、氣相沉積法、超臨界剝離法等,其中氧化還原法是目前石墨烯工業化生產的主要方法。
而團隊此次采用的氣泡輔助—液相機械剝離法不同于以往,該方法利用在石墨層間原位產生氣泡來擴大石墨層之間的間距,替代傳統強酸強氧化擴層的機制,減少石墨片層之間的物理范德華力,并結合膠體化學體積排斥作用,促進石墨在液相機械剪切作用力下即可實現高效剝離,解決傳統氧化還原法制備石墨烯的流程復雜、缺陷大和機械剝離法制備石墨烯產率低等問題。
通過該方法制備石墨烯,不僅制備工藝流程簡單,而且石墨烯結構可控性和批次穩定性好;同時,因制備過程中使用的強酸強氧化劑及產生的廢水少,所以兼具制備過程綠色環保,石墨烯成本低、缺陷少、結構完整性好等優勢,新方法保持了石墨烯優異特性,有助于拓展其應用領域。
孫友誼表示,氣泡輔助—液相機械剝離法是一種低成本、綠色環保、高產率、高品質石墨烯宏量制備方法,不僅為石墨烯產業發展提供低成本、高品質石墨烯提供了可能性,而且為制備其他高濃度二維納米片狀材料提供了新的思路。
(原標題:我學者提出石墨烯制備新方法 )
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