石墨烯制备技术

目前石墨烯制备方法主要有气相沉积法、气相剥离法、氧化还原法及电化学法等。气相沉积法以较高纯度的 Cu为基底，氮气为载体得到沉积石墨烯的铜箔后，进行石墨烯转移，这种方法虽然能制备出大面积，高品质的石墨烯，但其工艺复杂，周期长，并且衬底表面生成的石墨烯转移难度较大。气相剥离法将 CO₂在100℃和45℃下处理30min后减压并通过粉末状的石墨，由于通过的CO₂气体瞬时膨胀而使石墨剥离形成石墨烯。该方法操作简单，过程迅速，但是操作成本较高。氧化还原法制备氧化石墨烯的最常用是改进 Hummers 法。该方法得到的石墨烯生产成本较低，原理简单，但结构缺陷较大，会使电学性能受到影响。而单一电化学法也不具备制备高品质石墨烯的优势。石墨烯工业化生产的局限在于产量低、价格高昂、工艺不成熟、可控性差。因此目前急需一种操作方便、成本低且高效率的生产方法。课题组克服以上的缺点，首次研发了一种简单高效环保插层工艺，可以获得成本低品质高的石墨烯。而本项目制备的石墨烯具有成本低（远低于市场售价），可以进行市场化运作，同时制备的石墨烯检测证明1-3层，并发表在行业权威期刊Electrochim Acta（2020）上，申报相关专利5项，授权2项，性能达到国内领先水平。