Preparação de grafenos solúveis em água com base na remoção eletroquímica com proteção de adsorção molecular e oxidação total
Materiais de grafeno devido às suas excelentes propriedades físicas e químicas (mobilidade do transportador a temperatura ambiente até 15000 cm 2/ V • s, alta condutividade térmica: 5000 W / m • K, módulo de Young: 350 N / m, etc.) são amplamente utilizados em muitos campos, como baterias de íon de lítio, sensores, materiais de armazenamento de energia e biomedicina A preparação em grande escala de baixo custo e a dispersão efetiva de materiais de grafeno são as condições prévias para realizar essas aplicações e tornar-se uma questão importante na pesquisa científica. Atualmente, a grafite de baixo custo é usada como matéria-prima e pode ser preparada por lote pela intercalação e delaminação de camadas de grafite Materiais de grafeno, ainda existem alguns problemas, como baixo rendimento, proteção não ambiental e pouca segurança do sistema de preparação. Ao mesmo tempo, devido às forças van der Waals entre produtos, o grafeno é propenso a laminação e condensação de folhas e a superfície não pode combinar, Resultar em grafeno é difícil de dispersar em solução aquosa ou outros solventes orgânicos de baixo ponto de ebulição, afetando muito a aplicação prática de materiais de grafeno. Portanto, o desenvolvimento de novos métodos de verde, alta eficiência, baixo custo, melhor grafeno disperso em solução aquosa ou outro Solução orgânica de baixo ponto de ebulição, é um tópico de pesquisa importante no campo dos materiais de grafeno.
Registaram-se progressos recentes na preparação de materiais de grafeno solúveis em água por pesquisadores como Ding Gu-Qiao e He Peng, uma equipe de pesquisa de materiais de grafeno em pó no Instituto de Microsistemas e Tecnologia da Informação de Xangai, Academia Chinesa de Ciências. Baseado em técnicas eletroquímicas inovadoras e dispersão assistida por ultra-sons Mecanismo no sistema de eletrólito misto de NaOH e PTA para alcançar uma pequena camada de alta concentração de preparação de grafeno solúvel em água, os resultados de pesquisa relevantes publicados on-line em Green Chemistry. Neste sistema, os pesquisadores através do controle de processos eletroquímicos, PTA A precipitação e a adsorção no eletrodo de grafite promoveram a grafite para ser completamente oxidado e exfoliada camada por camada, seguido de sonicação para aumentar ainda mais o rendimento, obtendo alto rendimento (87,3%), alto teor de sólidos (8,2 g / L) e alta estabilidade Meses), a preparação do grafeno solúvel em água de baixa camada de tamanho de micron tem vantagens óbvias em comparação com os estudos anteriores. Ao mesmo tempo, a estrutura sp2 da camada de produto é preservada devido ao mecanismo de adsorção e proteção da molécula de ânodo eletroquímico, , A condutividade mais alta (9517 S / m) pode ser obtida por redução térmica a uma temperatura mais baixa, o que tem um grande potencial de aplicação. Outros estudos mecanicistas mostraram que é diferente de Mecanismos eletroquímicos como intercalação, oxidação, inchaço e deslaminação, e o novo mecanismo eletroquímico de delaminação camada a camada e oxidação profunda supera os problemas das camadas mal dispersas, mal dispersas devido à delaminação incompleta pelos métodos eletroquímicos tradicionais, Outros estudos confirmaram o efeito do ultra-som em diferentes ambientes, diferentes tempos de tratamento e diferentes condições de precursores, que têm importante importância orientadora para a melhoria do processo na pesquisa a seguir. É fácil formar grafeno solúvel em água, Em termos de baixa voltagem, temperatura elevada e consistência de temperatura e boa, é esperado como um novo tipo de materiais elétricos para promover o uso de.
A equipe de pesquisa está empenhada na preparação e aplicação inovadoras de materiais de grafeno, para desenvolver tecnologia de produção original para obter graficas de alta qualidade, pontos graficos de grafeno solúveis em água e grafenos e outros materiais de grafeno high-end, a pesquisa relevante ganhou a maior ciência e tecnologia nacional Projetos especiais, os projetos da Fundação Nacional da Ciência Natural e a Academia Chinesa de Ciências estratégicas de ciência e tecnologia de apoio especial de tecnologia.
