第07版:产业经济
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西安交大攻关制备高质量石墨烯
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3上一篇  下一篇4 2019年8月13日 放大 缩小 默认        

西安交大攻关制备高质量石墨烯
为规模化制备奠定基础
 

本报记者王双瑾西安报道 记者近日从西安交通大学先进储能电子材料与器件研究所获悉,徐友龙教授团队在电化学方法制备高质量石墨烯研究方面取得新进展,采用电化学和热膨胀剥离相结合的方法,实现了阴阳极同时制备高质量的石墨烯。

据了解,石墨烯是二维层状材料家族中的明星材料,在光电、催化、传感器、透明导电薄膜、柔性电子器件、能源储存、防腐涂料、润滑、结构增强、武器装备、航天航空等领域具有广阔的应用前景。

“目前常用于制备石墨烯的方法有机械剥离法、液相剥离法、外延生长法、化学气相沉积法、化学还原氧化石墨烯以及电化学方法。”据徐友龙教授介绍,电化学方法是在电场的作用下,通过阳极氧化或者阴极还原石墨电极,驱动电解液中的离子嵌入到石墨层中致使石墨结构发生膨胀、层间相互作用力减弱并随之产生剥离。

与上述其它方法相比,电化学方法制备石墨烯具有设备简单、过程高效、环境相对友好、成本低廉、可控性强且制备周期短等优点,是一种有很大潜力的大规模生产石墨烯的方法。目前学界对于电化学阳极、阴极剥离石墨开展了较多的探索研究,但使用电化学方法尤其是阴阳双极同时剥离,仍然无法高效地制备高质量、高产率的石墨烯。

徐友龙教授团队经过系统的筛选和优化,通过深入探究离子嵌入石墨产生剥离过程的机理,采用电化学和热膨胀剥离相结合的方法,实现了阴阳极同时制备高质量的石墨烯。这一方法制备的石墨烯不仅产率高,而且石墨烯缺陷少、氧化程度低、电导率优异。另外,在实验室条件下使用大尺寸石墨电极生产石墨烯的速度可以达到25g/h,为规模化制备高质量石墨烯奠定了基础。

 
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