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生产高品质氧化石墨烯的无新方法

摘要 于默奥的研究人员发现了一种合成氧化石墨烯的新方法,与最常见方法生产的材料相比,该方法的缺陷明显减少。同样好的氧化石墨烯以前只能使用...

于默奥的研究人员发现了一种合成氧化石墨烯的新方法,与最常见方法生产的材料相比,该方法的缺陷明显减少。同样好的氧化石墨烯以前只能使用相当危险的方法合成,涉及剧的发硝酸。

氧化石墨烯通常用于通过去除氧来生产石墨烯。然而,如果氧化石墨烯中有孔,那么在将其转化为石墨烯后也会有孔。因此,氧化石墨烯的质量非常重要。瑞典于默奥大学的 Alexandr Talyzin 和他的研究小组现已破解了如何安全地制造优质氧化石墨烯的难题。他们的研究结果最近发表在科学杂志《Carbon》上。

石墨烯经常被描述为“神奇材料,因为它具有柔韧性、高机械强度和导电性。但石墨烯的所有性能都会受到缺陷的影响。由氧化石墨烯生产的石墨烯的机械性能和导电性比预期差得多。

许多研究表明,通过最常用的方法(Hummers 方法)进行合成总是会产生大量缺陷。更古老的布罗迪方法提供了几乎完全无孔的氧化石墨烯,但这种类型的氧化石墨烯仍然没有任何公司生产,也无法商业化。

“它太危险了,不适合工业制造,”亚历山大·塔利津 (Alexandr Talyzin) 说。

现在,于默奥的研究人员发现了一种新方法,将Hummers法中的酸(H2SO4)与Brodie法中的氧化剂(氯酸钾)结合起来,使他们能够生产出具有与Brodie法一样小的缺陷的氧化石墨烯,但使用与 Hummers 氧化一样简单的合成程序。

“这种方法应该以 Bartosz Gurzeda 的名字命名,他是我的团队在 Kempe Stipendium 的帮助下工作的研究人员,即 Gurzeda 方法,”Alexandr Talyzin 说。

Alexandr Talyzin 表示,有充分的理由相信,每当需要无缺陷的氧化石墨烯时,Gurzeda 方法将像 Hummers 氧化一样流行。这是为了通过去除氧基团来制造石墨烯,或用于制备气体保护涂层、半透膜、传感器和许多其他可能的应用。

近十年来,人们对氧化石墨烯本身的应用也产生了很大的兴趣。人们对层状氧化石墨烯材料在膜应用中进行了深入研究,梦想是通过简单过滤海水中的盐来生产饮用水,或创建半渗透性保护涂层,让水通过,同时阻止危险的有机污染物(如甲苯)。

“我们希望研究协会尝试在其应用中测试这种新型氧化石墨烯,看看其中的差异。氧化石墨烯不是一种材料;它是一种材料。它是一系列具有相当不同特性的材料,为我们提供了无限的新应用机会,”Alexandr Talyzin 说道。

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