中科院金屬所氧化石墨烯實(shí)現(xiàn)綠色制備
這里的氧化石墨烯是一種重要的石墨烯衍生物,最初主要作為宏量制備石墨烯的前驅(qū)體,近年來因其不同于石墨烯的諸多獨(dú)特物理化學(xué)性質(zhì)和廣闊應(yīng)用前景而越來越受到人們的重視。
由于存在大量的含氧官能團(tuán),氧化石墨烯在水中具有良好的分散性,且易于組裝和功能化,已被廣泛用于制備多功能分離膜、高導(dǎo)高強(qiáng)纖維、超輕超彈性氣凝膠等多種功能材料,并且在電化學(xué)儲(chǔ)能、催化、生物醫(yī)藥、復(fù)合材料等方面表現(xiàn)出良好應(yīng)用前景。
目前,氧化石墨烯主要是通過剝離氧化石墨來進(jìn)行制備。而氧化石墨的制備迄今已有150多年的歷史,傳統(tǒng)的方法都是基于石墨與大量濃硝酸、濃硫酸、高錳酸鉀等復(fù)合強(qiáng)氧化劑的反應(yīng)來實(shí)現(xiàn),不僅存在爆炸的風(fēng)險(xiǎn),而且污染嚴(yán)重,反應(yīng)周期長。
先進(jìn)炭材料研究部提出的新方法首先在濃硫酸中將石墨插層,然后在稀硫酸中對插層石墨進(jìn)行氧化。反應(yīng)中硫酸幾乎沒有損耗,也不生成其他物質(zhì),可被重復(fù)用于電化學(xué)反應(yīng)。研究還發(fā)現(xiàn),電解水氧化制備氧化石墨烯的氧化速率比現(xiàn)有方法快100倍以上,而所得材料與現(xiàn)有方法類似,并且易于連續(xù)化制備。
該方法有效解決了氧化石墨烯制備長期面臨的爆炸危險(xiǎn)、環(huán)境污染及反應(yīng)周期長的問題,有望大幅降低制備成本,有利于氧化石墨烯的工業(yè)化應(yīng)用。相關(guān)技術(shù)已申請中國發(fā)明專利和PCT專利,并已成果轉(zhuǎn)讓成立了深圳烯材科技有限公司。

責(zé)任編輯:售電衡衡
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