发现更廉价更简单的石墨烯制备工艺

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发现更廉价更简单的石墨烯制备工艺

    【喜工全自动丝印机收集】 NIKE自十多年前石墨烯正式被确认,其已经在科学界刮起了一阵风暴,科学家和研究人员正试图揭开石墨烯在现在及未来潜在应用的冰山一角。

    的确,我们已经看到了石墨烯在从电动汽车的电池组到水净化装置等各方面的应用,更不用提其在超级电容器、氢燃料电池和自存储太阳能等方面的应用。但是唯一的问题是,如果石墨烯不能比一些其他可选用的材料更便宜(例如铂、铱等),那么它依旧贵得离谱。目前研究人员也只是掌握了石墨烯批量生产工艺的皮毛。

    如果用ebay搜索“石墨烯”,你就会发现上面所讨论的问题。例如一个38毫米的石墨烯花边纸单圆孔的要价高达168美金,或者我们可以花35美金买一瓶100毫克的氧化石墨烯,而为了得到石墨烯,我们还需要对其进一步加工。当然,科学家和研究人员的研究已经让石墨烯有了一个相对较好的定价,但是如果要生产氢燃料电池,我们仍需要投入数千美元,尽管这已经比诸如铂一类的电池更便宜了。

    加州理工学院的研究人员几乎是无意中发现了更加廉价且更加简单的石墨烯制备工艺。目前最好的石墨烯制备方法也要求10个小时,经历10个不同的过程,并要求温度达到1800℉——这要求特殊的设备来完成。

    新工艺的工作温度只有788℉,并且整个过程只需5分钟!加州理工学院的DavidBoyd博士致力于探寻简化石墨烯生产工艺的方法,可鲜有成功。在加热铜片期间,需要氧化甲烷,为石墨烯提供碳源,但是在这期间,Boyd博士却被一个电话打断。

    就是这个电话,导致了铜片的轻微过烧,结果竟然形成了石墨烯!而先前存在的问题是氧化铜会阻碍石墨烯的生长。多亏了电话这一“不速之客”,过热使得氧化铜消失,进而允许石墨烯原位形成。正是基于这一令人惊讶的时刻,Boyd博士继续使用不同的化学过程进行试验,发现这一工艺比先前预期的工作温度还低。当扩大规模时,更加廉价且易得的石墨烯将推动石墨烯的研究以及石墨烯基产品的潜在商业化进程。

    无独有偶,最近浙江大学高超教授课题组经过多年探索,发现了一种新型、廉价、无毒的铁系氧化剂,取代了沿用半个多世纪的氯系、锰系氧化剂。这种方法很“绿色”,没有爆炸隐患,不会产生有害物质,对环境友好。同时,生产实验数据显示,这种方法做单层氧化石墨烯,在一个小时之内就能完成,有望在工业上大规模应用。这项成果发表《NatureCommunication》上。



来源:触控技术网
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