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超聲波對于石墨烯分散的用法

更新時間:2016-07-02  |  點擊率:3426

化學(xué)法首先利用氧化反應(yīng)將石墨氧化為氧化石墨,通過在石墨層與層之間的碳原子上引入含氧官能團(tuán)而增大層間距,進(jìn)而削弱層間的相互作用。

常見的氧化

方法有Brodie法、Staudenmaier法及Hummers[40],其原理均是先用強(qiáng)酸對石墨進(jìn)行處理,

然后加入強(qiáng)氧化劑進(jìn)行氧化。

氧化后的石墨通過超聲剝離而形成氧化石墨烯,然后加入還原劑進(jìn)行還原,從而得到石墨烯。

常用的還原劑有水合肼NaBH4以及強(qiáng)堿超聲還原等。NaBH4由于價格比較昂貴且容易殘留B元素,

而強(qiáng)堿超聲還原雖然操作簡單且較環(huán)保,但很難還原*,還原后通常會有大量含氧官能團(tuán)的殘留,

因而通常采用較廉價水合肼來還原氧化石墨。水合肼還原的優(yōu)點在于還原能力較強(qiáng)且水合肼易于揮發(fā),在產(chǎn)物中不會殘留雜質(zhì),在還原過程中,通常加入適量的氨水,一方面提高水合肼的還原能力,

另一方面可以使石墨烯的表面因帶負(fù)電荷而相互排斥,進(jìn)而減少石墨烯的團(tuán)聚。

通過化學(xué)氧化還原法可以實現(xiàn)石墨烯的大批量制備,且中間產(chǎn)物氧化石墨烯在水中的分散性較好,

易于實現(xiàn)對石墨烯的改性及功能化,因此該方法常被用于復(fù)合材料、儲能等研究中。但是因為氧化、

超聲過程中部分碳原子的缺失以及還原過程中含氧官能團(tuán)的殘留往往使得制得的石墨烯含有較多的缺陷,使其導(dǎo)電性降低,進(jìn)而限制了其在對石墨烯質(zhì)量要求較高的領(lǐng)域中的應(yīng)用。

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