石墨烯及石墨烯漿料的制備方法

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石墨烯的制備方法

    自石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來，科研人員為能批量穩(wěn)定地制備石墨烯付出了巨大努力并取得了階段性成果。石墨烯制備方法主要有:
(1)晶體外延生長法，該法是在極高的真空度下將單晶碳化硅襯底加熱至1200～1600℃，使襯底中的硅原子升華析出，過量的碳原子留在基底并重構(gòu)生成石墨烯，這是目前公認(rèn)的***有可能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的方法之一;
(2)化學(xué)氣相沉積法(CVD)，該法將甲烷等含碳化合物在基底上進(jìn)行高溫分解而重構(gòu)生成石墨烯，然后除去金屬基底得到石墨烯;
(3)化學(xué)氧化－還原法，目前以該法制備

    氧化石墨主要有3種途徑，即Brodie法、Staudenmaier法及Hummers法。前兩者會產(chǎn)生ClO2氣體，Hummers氧化還原法反應(yīng)時間短，產(chǎn)品純化步驟簡單，因此目前的制備方法多基于Hummers氧化還原法。
Hummers氧化還原法制備過程概括為:
①向強(qiáng)酸和強(qiáng)氧化劑混合液加入石墨，反應(yīng)得到氧化石墨;
②借助外力剝離得到氧化石墨烯(GO);
③通過化學(xué)還原、熱還原等方法將氧化石墨烯還原得到還原的氧化石墨烯(rGO)。

    上述3種制備方法中，使用CVD法制得的大面積石墨烯片層可以直接覆蓋在金屬表面用作防腐、保護(hù)涂層，而化學(xué)氧化－還原法則在涂料領(lǐng)域中更為常用。這是由于在氧化的過程中，將活性含氧基團(tuán)引入到石墨烯上，為以后的功能化改性提供了活性反應(yīng)位點(diǎn)，豐富了功能化改性的手段，從而有效提高改性GO與溶劑、聚合物的相容性。