
北航《JMCA》:连续生产公斤级石墨烯,每小时数百克!
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首先,将浓硫酸预掺杂到石墨箔中,促进石墨箔均匀膨胀,将其转化为准单层石墨烯结构。随后,在还原性/氧化性电解质中进行后剥离会同时触发剥离和氧化过程,从而产生分散良好的石墨烯纳米片,其氧化程度可在数分钟内量化。综合表征研究证实了剥离氧化石墨烯的不同氧化程度,跨越了通过施陶登迈尔、霍夫曼和胡默斯方法获得的传统氧化程度。此外,我们还评估了该方法的可扩展性以及剥离氧化石墨烯纳米片的溶液可加工性,证明可以连续生产公斤级氧化石墨烯,并制造出具有优异机械性能的米长纳米复合薄膜。
本文开发出了一种可扩展的电化学策略,其中包括连续的前钝化和后剥离/氧化过程。通过简单调整电解质的氧化性,这种方法可以精确控制氧化石墨烯(GO)的氧化程度。通过采用这种两步剥离法,我们实现了将廉价石墨箔快速、高效地转化为纳米片,且单层产率高(平均 ∼ 80%)。GO 的氧化度范围很广,既能合成载流子迁移率高的轻度氧化石墨烯薄片,也能合成氧碳元素比高的深度氧化纳米片,其氧化度可媲美通过 Staudenmaier、Hofmann 和 Hummers 方法获得的氧化度。此外,该方法与连续剥离工艺兼容,可大规模生产具有出色稳定性、精确可控性和优异溶液加工性的 GO。
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曹颖
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