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简单的新方法使石墨烯 “上色 “成为可能

据外媒报道,石墨烯的用途可能十分广泛,但它并不“擅长”在水中分散。现在瑞典于默奥大学的研究人员找到了一种相对简单的方法。氧化石墨烯是一种不同形式的材料,可以使其在水中稳定分散,然后可以作为一种石墨烯涂料来使用。

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石墨烯本质上是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。这种看似简单的材料具有一系列有用的特性–它非常轻巧,薄而有弹性,但仍然很结实。它也是一种出色的电和热的导体,因此,从电子产品到水过滤器到衣服,它都会出现在所有的材料中。

最理想的情况是,将石墨烯分散在水中,将其分散到正确的构型中,是一种有用的方法。然后,这种溶液可以被涂抹或喷涂到表面上,例如制作超级电容器电极或导电涂层。问题是,石墨烯和类似形式的碳,如石墨和碳纳米管,是疏水性的,这意味着它们会排斥水。它们可以通过使用有机溶剂或机械处理使其分散,但前者有毒,后者会引入缺陷。

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现在,于默奥大学研究团队找到了一种出人意料的简单方法来制造石墨烯分散体。秘诀是用氧化石墨烯代替亲水性的氧化石墨烯。通过将氧化石墨烯与其他疏水性碳素颗粒,如石墨烯、活性石墨烯、多孔石墨烯和活性碳素等结合在一起,他们成功地制造出了稳定的石墨烯分散体。几天后,没有任何材料在底部沉淀下来。

在一次试验中,该团队加入了碳纳米管,并试图用这种混合物制成超级电容器电极。他们将分散体涂在金属箔上,然后将其干燥,并将其加热到200℃(392°F)。”我们最终得到的是具有相当大的表面积、良好的导电性能和在超级电容器中储存电力的优异性能的导电电极材料的薄膜,”该研究的主要作者Alexandr Talyzin。”大的表面积是由(例如)活性石墨烯的微米级颗粒提供的,而纳米管和热还原氧化石墨烯提供了颗粒之间良好的电接触。”

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研究人员表示,这种新方法可以很容易地推广到工业生产中。他们已经为该技术申请了专利。

本文来自于物理化学快报,转载请联系原作者

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