液相剝離法可以將石墨分散到特定的溶劑或表面活性劑中,通過超聲波的能量將單層或多層石墨稀從石墨表面直接剝離,,得到石墨烯分散液,,保持了石墨烯完整的形貌和性能,可在多種環(huán)境和不同的基體上沉積石墨烯,。該法使用廉價的石墨為原料,,工藝簡單,對石墨烯及其衍生物的推廣和應(yīng)有具有重要的推動作用,。
1 液相剝離機(jī)理
石墨可以看做是石墨烯層狀結(jié)構(gòu)通過范德華力相互粘結(jié)起來的,,層間距大約為0.34nm。雖然相鄰層間的范德華吸引力較弱,,但足以使石墨完整剝離成單層石墨烯具有挑戰(zhàn)性,。通過物理和化學(xué)輔助手段克服層間的范德華力,從而使石墨剝離得到石墨烯,。
2 超臨界流體剝離
超臨界液體剝離石墨烯速率較快,,用于超臨界液體剝離石墨制備石墨烯是超臨界CO2,但是AFM表明所得石墨烯多數(shù)為10層,。
利用NMP,、二甲基甲酰胺、乙醇等有機(jī)溶劑的超臨界液體來剝離石墨烯,,得到更好的剝離效果,。石墨烯分散液的濃度在2-4mg/mL之間,其中90%-95%石墨烯片層材料< 8層,,6%~10%為單層石墨烯,。在表面活性劑芘-1-鹽的輔助作用下,單層石墨烯的含量可提高到60%,。
這種方法工藝比較簡單,、剝離速率快,不需要后續(xù)復(fù)雜的處理過程,,適宜規(guī)?;a(chǎn)。
3 小結(jié)
石墨烯及其復(fù)合材料的許多應(yīng)用依賴于石墨烯的宏量可控制備,。液相剝離的石墨是一種潛在量化生產(chǎn)高質(zhì)量石墨烯的方法,。有機(jī)溶劑輔助剝離和表面活性劑輔助剝離主要依靠使用適當(dāng)?shù)娜軇┗虮砻婊钚詣﹦冸x和分散石墨烯,。為了提高石墨烯產(chǎn)量和剝離的程度,科學(xué)工作者付出了很多努力,,但是單層石墨烯的產(chǎn)量依然相對較低,。因此,針對不同的應(yīng)用開發(fā)更有效的剝離體系或新剝離方法實現(xiàn)宏量可控制備高質(zhì)量的石墨烯仍至關(guān)重要,。
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