Оксид графена является важным производным графена, первоначально используемым в качестве предшественника макроскопической подготовки графена. В последние годы графен становится все более популярным благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам и широким перспективам применения. Благодаря наличию большого количества кислородсодержащих функциональных групп оксид графена имеет хорошую дисперсию в воде и легкую сборку и функционализацию, он широко используется при приготовлении многофункциональной разделительной мембраны, волокон с высокой проводимостью, сверхлегких сверхэластичных аэрогелей И другие функциональные материалы, а также в электрохимическом хранении энергии, каталитические, биомедицинские, композиционные материалы и т. Д. Показали хорошие перспективы для применения.
В настоящее время оксид графена в основном готовят путем удаления оксида графита, а оксид графита производится уже более 150 лет, будь то самый ранний метод Броди (1859 г.) или позднее, разработанный Staudenmaier и Hummers Является основанием для реакции графита с большим количеством концентрированной азотной кислоты, концентрированной серной кислоты, перманганата калия и других сильных окислителей для достижения не только риска взрыва, но также серьезного загрязнения и длительного периода реакции. В качестве примера используем наиболее часто используемый метод Hummers, Концентрированная серная кислота и перманганат калия. Типичное массовое отношение графита к графиту составляет 40: 3: 1 (концентрированная серная кислота: перманганат калия: графит), и в конечном итоге реакция производит более 1000 массовых единиц кислотных сточных вод. Кроме того, высокоактивные Mn 2 O 7 промежуточные продукты могут взрываться при повышенных температурах, и завершение реакции окисления может занять от нескольких часов до сотен часов.
Недавно Отдел исследований современных углеродных материалов Национального исследовательского центра материаловедения Шеньянского института исследований металлов КНР предложил новый метод электролиза окисления воды, нарушая традиционную идею окисления графита сильными окислителями более 150 лет и получая оксид графена Способ включает следующие этапы: во-первых, интеркалирующий графит интеркалируется в концентрированной серной кислоте, а затем интеркалированный графит окисляется в разбавленной серной кислоте, а эксперименты по исследованию изотопов кислорода и экспериментов по захвату радикалов показывают, что кислород в оксиде графена Элементы в основном поступают из воды в электролите, большое количество высокоактивных кислородных радикалов, образующихся при электролизе воды, реагирует с графитом с образованием оксида графена. Серная кислота практически не имеет потерь во время реакции и никаких других веществ не образуется и может многократно использоваться для электрохимической реакции В исследовании также было обнаружено, что скорость окисления оксида графена, полученного электролизом воды, более чем в 100 раз быстрее, чем существующий метод, и полученный материал аналогичен существующему методу и его легко подготавливать непрерывно. Этот метод эффективно решает проблему, заключающуюся в том, что подготовка оксида графена долгое время сталкивалась с Ожидается, что опасность взрыва, загрязнение окружающей среды и длительный период реакции значительно сократят затраты на подготовку и способствуют окислению ископаемых Эне промышленное применение.
Соответствующие результаты исследований опубликованы в «Nature - Communications», соответствующая технология применима к патентам на изобретение в Китае и патентам PCT. Исследование является основной программой исследований и разработок Министерства науки и технологий, выдающегося молодежного фонда NSFC, крупных проектов, проектов инновационных групп финансирование.