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【科普】氧化还原法制备石墨烯工艺详解

发表日期:2021-06-25 发布者 :华体会体育 浏览次数:31909

华体会体育|坚信很多研究生转入实验室的第一课就是水解石墨烯制取,制取水解石墨烯感叹一个极大的工程,其中牵涉到了各种简单参数的调控,堪称经历了九九八十一无以,方能制取出有理想的水解石墨烯。今天小编就来为你了解理解如何使用水解还原法制取出有水解石墨烯,各种参数如何调控?如何还原成获得石墨烯?工业级水解还原成石墨烯制取与实验室制取又有什么区别?  水解还原法制取石墨烯  水解-还原法是所指将天然石墨与强酸和强劲水解性物质反应分解水解石墨(GO),经过成像集中制取成水解石墨烯(单层水解石墨),重新加入还原剂除去水解石墨表面的含氧基团,如羧基、环氧基和羟基,获得石墨烯。  水解还原法制取石墨烯优缺点  水解-还原法被明确提出后,以其简单易行的工艺沦为实验室制取石墨烯的最简单的方法,获得广大石墨烯研究者的注目。

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水解-还原法可以制取平稳的石墨烯悬浮液,解决问题了石墨烯无法集中在溶剂中的问题。  水解-还原法的缺点是宏量制取更容易带给废液污染和制取的石墨烯不存在一定的缺失,例如,五元的环、七元的环等流形缺失或不存在-OH基团的结构缺失,这些将造成石墨烯部分电学性能的损失,使石墨烯的应用于受到限制。  水解还原成制取石墨烯分成三步,水解、挤压、还原成,如图1,图2.图1水解还原成制取石墨烯流程图2水解还原成制取石墨烯流程  1水解  水解石墨的方法主要有三种:第一种是Hummers法,第二种是Brodietz法,第三种是Staudenmaier法,他们首先皆是用无机强劲质子酸例如浓H2SO4、喷HNO3或者它们的混合物处置完整的石墨粉原料,使得强酸小分子转入到石墨层间,而后用强氧化剂(如高锰酸钾、KClO4等)水解。

  三种方法比起,Staudemaier法获得的水解石墨的层结构受到严重破坏,原因是使用浓H2SO4和喷HNO3混合酸处理了石墨,Hummers法具备很高的安全性,且可获得具有褶皱的水解石墨的片层结构,并所含非常丰富的含氧官能团,在水溶液中分散性很好,对于此方法,许多研究人员也做到了相当大的提高。目前为止,常用来制取水解石墨烯的一种方法就是使用改良的Hummers法。

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