高质量石墨烯在水相中的高效率制备成功实现

高质量石墨烯在水相中的高效率制备成功实现

复旦大学聚合物分子工程国家重点实验室卢红斌课题组与新加坡国立大学化学系罗健平课题组合作，通过在石墨烯表面引入极少量可电离含氧官能团，实现了高质量石墨烯在水相中的高效率制备，对加速石墨烯大规模产业化应用起到重要推动作用。相关成果日前在线发表于《自然—通讯》。


石墨烯是重要的战略新兴材料。然而，如何实现高质量石墨烯的高效率、规模化制备一直是制约其大规模应用的关键难题。


研究人员采用一种非稳定分散的策略，实现了在极高浓度下的快速、高产率剥离，剥离产物90%以上为单层石墨烯，且晶格缺陷少、薄膜电导率甚至可达2.5×104S/m。


剥离过程中，由于表面双电层被压缩，石墨烯以絮凝方式析出形成沉淀，后者即使浓缩至固含量为23wt%的滤饼室温储存一月后，仍可再次分散于水溶液中形成均匀稳定的石墨烯悬浮液，从而有效解决了石墨烯规模化应用中的储存和运输问题。


同时，该方法制备的石墨烯水相浆料表现出了良好的流变特性，可直接通过3D打印制备各种形状的石墨烯气凝胶，从而为石墨烯在储能、环境治理、多功能复合材料等领域的应用开辟了新途径。

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