新型低温真空法制备高品质石墨烯

摘要：

以往制备石墨烯大多采用强酸氧化剂、1000℃ 以上的还原温度以及昂贵的金属催化剂中的一种或多种,造成低效率、高能耗和重污染等问题.本工作提供一种真空辅助制备高品质石墨烯的新思路,以无水AlCl3和FeCl3作为共插层剂制备出"手风琴"状的1阶石墨层间化合物(AlCl3-FeCl3-GICs);在180℃ 相对较低温度下真空处理1阶AlCl3-FeCl3-GICs,低沸点AlCl3受热汽化后将石墨片层进一步撑开,得到"蠕虫"状的膨胀石墨;利用液相剥离法,将膨胀石墨在有机溶剂中超声剥离得到高品质石墨烯.膨胀石墨的制备过程没有采用强氧化剂,且在无水无氧的环境中进行,反应温度控制在180℃ 以内,整体制备条件相对温和且环保.膨胀石墨相邻片层间的范德华力作用极其微弱,易于后续剥离成石墨烯.采用液相法制备石墨烯,能最大可能避免石墨烯晶格结构的破坏.用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)观察样品的微观形貌,用X射线粉末衍射(XRD)仪、射线光电子能谱(XPS)仪和拉曼光谱仪等表征样品的微观结构,结果表明:制备的石墨烯缺陷度极低,sp2晶格结构仍然保持高度的规整性,石墨烯层数大多在3层以内.

关键词：石墨烯、高品质、石墨层间化合物、低温真空法、液相剥离

所属期刊栏目：40

分类号：TQ031(一般性问题)

资助基金：中国航发航材院石墨烯专项基金项目GR150308

在线出版日期：2020-08-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

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