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中国科学家研制出氧化石墨烯实现绿色制备

2018-01-12 17:43:57 来源:中新网

中国科学院金属研究所12日发布消息称,该所科研人员研制出氧化石墨烯实现绿色制备,解决了其长期面临的爆炸危险、环境污染及反应周期长等问题。

石墨烯是目前世界上最薄、最坚硬的纳米材料。其厚度仅0.335纳米,相当于头发丝的二十万分之一,但硬度却是同规格钢的200倍。其在导电性、导热性等方面性能优异,应用潜力巨大。

据中科院金属研究所相关负责人介绍,氧化石墨烯作为一种重要的石墨烯衍生物,近年来因为其诸多独特物理化学性质而受到全球科技界的关注。氧化石墨烯含有大量的含氧官能团,在水中分散性良好,易于组装和功能化,已被广泛应用于制备多功能分离膜、高导高强纤维、超轻超弹性气凝胶等材料,并且在电化学储能、生物医药、复合材料等领域表现出良好应用前景。

目前,氧化石墨烯主要通过剥离氧化石墨来制备,而氧化石墨制备迄今已有150多年历史,均是通过石墨与大量浓硝酸、浓硫酸、高锰酸钾等复合强氧化剂的反应来提取,存在爆炸风险,而且污染严重,反应周期长。

该所科研人员通过科研攻关实现了一种电解水氧化新方法,此举打破150多年来科技界的传统思路。具体方法为在浓硫酸中将石墨插层,然后在稀硫酸中对插层石墨氧化,氧元素主要来源于电解液中的水,电解水产生的大量高活性氧自由基与石墨反应生成了氧化石墨烯,比现有方法快100倍以上,且硫酸几乎没有损耗。

本次氧化石墨烯实现绿色制备解决了以往科技界长期面临的一系列问题,还大幅降低了制备成本,有助于中国氧化石墨烯在诸多领域的工业化应用,目前该科研成果已进入市场转化阶段。

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