微流反應兩分鐘“氧化”石墨
2022-03-03 13:08:26桂運安王敏
科學導報 2022年11期
桂運安 王敏
中國科學技術(shù)大學教授朱彥武團隊近期與中國科學院上海高等研究院等合作，在石墨烯制備上取得新進展，強化的微流反應兩分鐘實現(xiàn)石墨氧化。相關(guān)成果日前發(fā)表于《先進材料》。
中國科學技術(shù)大學教授朱彥武團隊近期與中國科學院上海高等研究院等合作，在石墨烯制備上取得新進展，強化的微流反應兩分鐘實現(xiàn)石墨氧化。
研究團隊采用具有百微米尺寸和連續(xù)流動特征的微通道反應器，實現(xiàn)高效且本質(zhì)安全的石墨氧化過程。強化的微流反應使得石墨在兩分鐘之內(nèi)即可達到傳統(tǒng)反應釜中數(shù)小時才能達到的氧化程度。同時，通過改變微反應器構(gòu)型、反應流體參數(shù)等，在一定范圍內(nèi)可以精細調(diào)節(jié)氧化石墨烯的氧化程度和含氧官能團種類。據(jù)此研究結(jié)果進行并行放大，年產(chǎn)60噸的連續(xù)化制備產(chǎn)線僅需約6.5升的微反應器體積。
此外，小尺寸且透明的微反應器使得利用光譜實時檢測氧化進程成為可能。研究團隊通過原位表征石墨氧化中的拉曼G峰演變，分析了流速、原料石墨種類和片徑等對氧化反應動力學的影響。他們還在此基礎(chǔ)上，驗證了在微通道中對氧化石墨烯進行還原、組裝的能力，并展示了氧化石墨烯產(chǎn)物的導熱、導電性能，為利用微流體技術(shù)實現(xiàn)氧化石墨烯的制備與應用奠定了基礎(chǔ)。
