采用一種新型的電化學(xué)界面技術(shù)，以碳量子點(diǎn)(CQDs)為剝離劑，通過一步液相剝離制備了少層石墨烯。提出了CQDs與石墨烯的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和組成，以及實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制備的機(jī)理。結(jié)果表明，尺寸為55.12 nm的D
50的CQDs對石墨具有良好的分散性和剝離性能，石墨烯的成品率高達(dá)97.25% (尺寸為3.651 μm的D
50，1~5層)。此外，我們成功制備了石墨烯薄膜，石墨化處理后其具有較高的導(dǎo)電性(3100.45 S/cm)和導(dǎo)熱性(950.31 W/(m·K))。
圖1. (a) CQDs和石墨烯制備工藝流程圖;(b)電解前CF束的SEM圖像;(c)電解前CF的SEM圖像;(d)電解后CF的SEM圖像;(e) EG的SEM圖像。
圖2. CQDs的(a)HR-TEM和SEAD圖像;(b) AFM圖像;(c)尺寸分布;(d) XPS圖譜;(e)FTIR譜;(f)熒光光譜。
圖3. 石墨烯的(a) SEM圖像;(b) AFM圖像;(c)尺寸分布;(d) XPS譜;(e)拉曼光譜;(f)電動電勢。
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圖4. (a)CQDs的合成機(jī)理;(b)石墨烯的合成機(jī)理。
圖5. (a)石墨烯漿料濃度與粘度的關(guān)系;(b)石墨烯薄膜表面的SEM圖像;(c)石墨烯薄膜橫截面的SEM圖像;(d)石墨烯薄膜的導(dǎo)電性和熱擴(kuò)散率。
相關(guān)研究成果由哈爾濱工業(yè)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，BIR新材料集團(tuán)股份有限公司Quanzhu Zhou等人于2021年發(fā)表在FlatChem (https://doi.org/10.1016/j.flatc.2021.100303)上。原文：Green, fast and scalable preparation of few-layers graphene。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
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