中國粉體網(wǎng)訊 石墨烯因為其獨特的結(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。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，潛力巨大，能顛覆未來。
高品質(zhì)石墨烯的低成本化有利于推動石墨烯產(chǎn)業(yè)在儲能、電子、電網(wǎng)等領(lǐng)域的發(fā)展，而面對石墨烯低成本化、規(guī)�；耐瑫r，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)勢在于保證石墨烯親水性的同時，還能夠有效避免過多的氧官能團(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，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，整個過程十分迅速，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。一般來說，電化學(xué)剝離石墨烯發(fā)生在陽極，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）通過電化學(xué)方式，在氧化時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)力場作用，使得剝離效率更高，更容易實現(xiàn)高品質(zhì)石墨烯批量制備；
（4）電化學(xué)制備過程中，電流與電壓很容易精確控制，因此容易實現(xiàn)石墨烯的可控制備與性能調(diào)控，而且制備過程與設(shè)備簡單，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粉體網(wǎng)旗下的粉體公開課平臺，屆時陳博士將會帶來報告《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，不破壞石墨烯表面的sp2結(jié)構(gòu)，因而近年來在學(xué)術(shù)及產(chǎn)業(yè)端都有較為良好的發(fā)展態(tài)勢，且很可能給石墨烯產(chǎn)業(yè)帶來顛覆性的影響。
個人簡介
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目技術(shù)總監(jiān)。主要從事石墨烯及其衍生物的規(guī)�；苽浼夹g(shù)的研究，發(fā)表論文20余篇，獲發(fā)明專利1項，實用新型專利1項。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/星屑）
