石墨烯是一种由sp2杂化碳原子组成的完美的二维晶体结构,具有优异的热、1电学、光学和力学性能。
近日,武汉大学Cunlan Guo,Jiangfeng Qian首次开发了一种简便的化学锂辅助剥离方法来制备可控和可扩展的双层石墨烯。
文章要点
1)选用强还原剂联苯锂(Bp-Li),在常温下实现了锂离子在石墨中的自发嵌入,形成了锂石墨层间化合物(LiGICs)。
2)Bp-Li的电位(0.11V vs Li/Li+)略低于第二阶段嵌锂的电位(0.125 V),使石墨能够精确地锂化为第二阶段的Li-GIC(LiC12)。有趣的是,LiC12的剥离导致了石墨烯的双层生成,提供了78%的高选择性。此外,温和的插层−剥离过程产生了高质量的石墨烯,结构退化可以忽略不计。
3)得到的石墨烯具有超低的缺陷密度(ID/IG∼0.14)和相当高的C/O比(∼29.7),优于目前领先的技术。这一简单且可扩展的策略促进了人们对制备高质量石墨烯的化学锂插层方法的理解,并显示出在层控工程中的巨大潜力。
参考文献:
Xiaolong Zhu, et al, Scalable Synthesis of Bilayer Graphene at Ambient Temperature, J. Am. Chem. Soc., 2024
https://doi.org/10.1021/jacs.4c00975
信息来源:半导体技术情报
氧化石墨烯:
氧化石墨烯(graphene oxide )是石墨烯的氧化物,一般用GO表示,其颜色为棕黄色,市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后,其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼,可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。
氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物,氧化石墨烯是单一的原子层,可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因此,其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料,具有聚合物、胶体、薄膜,以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质,因为其在水中具有优越的分散性,但是,相关实验结果显示,氧化石墨烯实际上具有两亲性,从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此,氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面,并降低界面间的能量。其亲水性被广泛认知。