化工资讯
当前位置:元素商城  >  化工资讯网  >   化工热点资讯   >  中科院金属所提出氧化石墨烯绿色制备方法
中科院金属所提出氧化石墨烯绿色制备方法
2018-01-16 10:32:20来源:元素商城

元素百科为您介绍中科院金属所提出氧化石墨烯绿色制备方法。氧化石墨烯是一种重要的石墨烯衍生物,最初主要作为宏量制备石墨烯的前驱体,近年来由于其不同于石墨烯的诸多独特物理化学性质和广阔应用前景而越来越受到人们的重视。由于存在大量的含氧官能团,氧化石墨烯在水中具有良好的分散性,且易于组装和功能化,因此广泛用于制备多功能分离膜、高导高强纤维、超轻超弹性气凝胶等多种功能材料,并且在电化学储能、催化、生物医药、复合材料等方面表现出良好应用前景。

 中科院金属所提出氧化石墨烯绿色制备方法.jpg

目前,氧化石墨烯主要是通过剥离氧化石墨来进行制备。而氧化石墨的制备迄今已有150多年的历史,无论是最早的Brodie方法(1859年),还是后来发展起来的Staudenmaier和Hummers方法,均是基于石墨与大量浓硝酸、浓硫酸、高锰酸钾等复合强氧化剂的反应来实现,不仅存在爆炸的风险,而且污染严重,反应周期长。以目前最常用的Hummers方法为例,氧化剂由浓硫酸和高锰酸钾构成,其与石墨的典型物料比(质量比)为40:3:1(浓硫酸:高锰酸钾:石墨),反应最终会产生超过1000质量单位的酸性废水。并且,高活性的Mn2O7中间产物在高温下可能会发生爆炸,氧化反应的完成需要数小时到上百小时。

近日,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心先进炭材料研究部提出了一种电解水氧化的新方法,打破了150多年来通过强氧化剂对石墨进行氧化的传统思路,实现了氧化石墨烯的安全、绿色、超快制备。该方法首先在浓硫酸中将石墨插层,然后在稀硫酸中对插层石墨进行氧化。氧同位素示踪和自由基捕获实验表明,氧化石墨烯中的氧元素主要来源于电解液中的水,电解水产生的大量高活性氧自由基与石墨反应生成了氧化石墨烯。反应中硫酸几乎没有损耗,也不生成其它物质,可被重复用于电化学反应。研究还发现,电解水氧化制备氧化石墨烯的氧化速率比现有方法快100倍以上,而所得材料与现有方法类似,并且易于连续化制备。该方法有效解决了氧化石墨烯制备长期面临的爆炸危险、环境污染及反应周期长的问题,有望大幅降低制备成本,促进氧化石墨烯的工业化应用。

您可能感兴趣的中国化工网栏目: 化学试剂化学元素化学元素周期表CAS查询
元素商城微信公众号
「一个有逼格的公众号」
相关标签: 材料及新材料新工艺  
相关专题: 石墨烯
相关阅读:
●  新型轻质材料与汽车工业
元素百科资讯频道:本文主要探讨新型轻质材料与汽车工业。 目前,先进的制造技术使各种特殊材料和新材料成功地应用于汽车工业成为可能。 如先进的粉末冶金技术、激光加工技术以及等离子、电子束加工技术使超硬材料的加工、异种材料的焊接成为可能,从而使一些新型材料成功地应用于汽车工业、提高汽车的整车综合性能变成了现实。 应用轻质材料可以大大减轻汽车的总体重量,这样既可以降低汽车的制造成本,......
●  新型催化剂可利用阳光分解水
元素百科为您介绍新型催化剂可利用阳光分解水。日本科学家用纳米材料设计出一种新型催化剂,可有效催化人工模拟天然光合作用的关键步骤——利用阳光分解水,有望提高氢气生产效率、降低成本。 低成本生产氢气是实现“氢经济”的基础。理想方案之一是模拟植物光合作用的光反应阶段,借助阳光分解水。目前,人工分解水的技术往往要消耗额外能量和其他原料,或者需要能量较高的光,不能利用阳光中的可见光,因此需要投入较......
●  石墨烯的制备方法
化学词典为您介绍石墨烯的制备方法。石墨烯的制备方法主要有机械法和化学法2种。机械法包括微机械分离法、取向附生法和加热碳化硅法,化学法包括化学还原法与化学解理法等。目前国外科学界都在努力进行石墨烯制备方面的研究。 石墨烯的几种制备方法 微机械分离法是直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来,可获得高品质石墨烯,且成本低,但缺点是石墨烯薄片尺寸不易控制,无法可靠地制造出长度足供应用的石墨薄片......

您确定要从购物车中移除吗???