中國(guó)粉體網(wǎng)訊 石墨烯因?yàn)槠洫?dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)就一直是材料學(xué)和物理學(xué)的研究熱點(diǎn)。作為熱導(dǎo)體，石墨烯比目前任何其他材料的導(dǎo)熱效果都好，作為單質(zhì)，室溫下它傳遞電子的速度比已知導(dǎo)體都快。因此石墨烯成為備受矚目的研究熱點(diǎn)，潛力巨大，能顛覆未來(lái)。
高品質(zhì)石墨烯的低成本化有利于推動(dòng)石墨烯產(chǎn)業(yè)在儲(chǔ)能、電子、電網(wǎng)等領(lǐng)域的發(fā)展，而面對(duì)石墨烯低成本化、規(guī)�；耐瑫r(shí)，安全性也是不可或缺的。相比傳統(tǒng)的氧化還原法，電化學(xué)法的優(yōu)勢(shì)在于保證石墨烯親水性的同時(shí)，還能夠有效避免過(guò)多的氧官能團(tuán)的引入，這就使得石墨烯表面的sp2結(jié)構(gòu)破壞較小，本征程度更高。
電化學(xué)法剝離是將待剝離的石墨作為陽(yáng)極，鉑電極作為陰極，在不同酸性、堿性以及鹽溶液的電解液體系中制備石墨烯。當(dāng)在電化學(xué)電池中使用石墨作為工作電極時(shí)，電流驅(qū)使離子或帶電分子遷移到石墨層間隔中并將石墨烯層推開(kāi)，整個(gè)過(guò)程十分迅速，在幾秒到幾十秒之間即可完成。因此電化學(xué)剝離石墨烯具有成本低、環(huán)保、效率高等特點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，電化學(xué)剝離石墨烯發(fā)生在陽(yáng)極，得到的石墨烯產(chǎn)品仍含有一定量的氧基，這是由于含水自由基（HO-C，O-C）被水分解所致。所以我們可以通過(guò)調(diào)控電化學(xué)剝離的不同參數(shù)獲得不同氧化程度的石墨烯。
電化學(xué)法制備石墨烯的主要優(yōu)勢(shì)為：
（1）與普通氧化還原法相比，不需要用到強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)還原劑及有毒試劑，成本低，清潔環(huán)保；
（2）通過(guò)電化學(xué)方式，在氧化時(shí)可以更多地以離子插入方式剝離而減少氧化程度降低石墨烯結(jié)構(gòu)的破壞，電化學(xué)還原時(shí)則能更徹底還原，因此制得的石墨烯具有更好的物理化學(xué)性質(zhì)；
（3）由于電化學(xué)的強(qiáng)力場(chǎng)作用，使得剝離效率更高，更容易實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)石墨烯批量制備；
（4）電化學(xué)制備過(guò)程中，電流與電壓很容易精確控制，因此容易實(shí)現(xiàn)石墨烯的可控制備與性能調(diào)控，而且制備過(guò)程與設(shè)備簡(jiǎn)單，易于操控；
（5）與CVD及有機(jī)合成法相比，電化學(xué)法采用石墨為原料，我國(guó)石墨產(chǎn)量又居世界前列，原料豐富，成本低廉。
2021年1月15日下午3:00，中鋼集團(tuán)南京新材料研究院陳杰博士將受邀做客中國(guó)粉體網(wǎng)旗下的粉體公開(kāi)課平臺(tái)，屆時(shí)陳博士將會(huì)帶來(lái)報(bào)告《電化學(xué)剝離石墨烯技術(shù)及應(yīng)用》。電化學(xué)剝離二維材料的策略自提出以來(lái)就飽受關(guān)注。相較于傳統(tǒng)氧化還原法制備的石墨烯粉體，電化學(xué)的獲得的石墨烯能夠較好的控制石墨烯的氧化度，在保證石墨烯水溶性的同時(shí)，不破壞石墨烯表面的sp2結(jié)構(gòu)，因而近年來(lái)在學(xué)術(shù)及產(chǎn)業(yè)端都有較為良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)，且很可能給石墨烯產(chǎn)業(yè)帶來(lái)顛覆性的影響。
個(gè)人簡(jiǎn)介
陳杰博士，畢業(yè)于南京大學(xué)物理學(xué)系，現(xiàn)擔(dān)任中鋼集團(tuán)南京新材料研究院石墨烯項(xiàng)目技術(shù)總監(jiān)。主要從事石墨烯及其衍生物的規(guī)模化制備技術(shù)的研究，發(fā)表論文20余篇，獲發(fā)明專(zhuān)利1項(xiàng)，實(shí)用新型專(zhuān)利1項(xiàng)。
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/星屑）
