中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所發(fā)明了基于萃取提純技術(shù)高效制備石墨烯的方法,近日獲得國家2項(xiàng)發(fā)明專利授權(quán)(一種基于萃取提純技術(shù)高效制備石墨烯的方法,專利號(hào):ZL 201210050986.0,發(fā)明人:閻興斌 楊娟 薛群基;基于萃取提純技術(shù)高效制備石墨烯的方法,專利號(hào):ZL 201210050990.7,發(fā)明人:閻興斌 楊娟 薛群基)。
石墨烯因具有超高電導(dǎo)率、極快的電子傳輸速度、高硬度、高比表面積以及室溫量子霍爾效應(yīng)等備受矚目。通過化學(xué)法制備的石墨烯由于其表面豐富的官能團(tuán),在電化學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用更為突出。然而,由于石墨烯的生產(chǎn)還處于研發(fā)階段,其昂貴的造價(jià)以及低的生產(chǎn)能力嚴(yán)重阻礙了石墨烯材料的工業(yè)化應(yīng)用推進(jìn)。因此,尋找石墨烯的可控宏量制備是目前的研究熱點(diǎn)之一。在眾多的石墨烯制備方法中,液相氧化還原法由于其生產(chǎn)成本低廉,成為最具潛力和發(fā)展前途的氧化石墨烯和石墨烯規(guī)模化制備方法。但是該方法也存在一些明顯缺陷,如氧化石墨烯表面豐富的羥基、羧基和環(huán)氧基等親水官能團(tuán)造成所得的氧化石墨烯表現(xiàn)出強(qiáng)烈的親水性,導(dǎo)致提純階段雜質(zhì)難以去除且費(fèi)時(shí);傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室透析方法因?yàn)橥肝龃鼉r(jià)格高昂且操作不便而不利于工業(yè)化生產(chǎn)。由此可見,目前氧化石墨烯的宏量提純?nèi)匀皇怯绊懯┮?guī);苽涞年P(guān)鍵因素,因而如果能夠?qū)崿F(xiàn)氧化石墨烯的低成本、高效快捷提純和還原,則有望在宏量制備石墨烯方面取得突破性進(jìn)展。
本發(fā)明公開了一種基于萃取提純技術(shù)高效制備石墨烯的方法。該方法通過選擇適合的有機(jī)溶劑利用液相萃取方法對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行多次萃取分離,縮短了傳統(tǒng)的水系提純氧化石墨烯清洗時(shí)間,而后通過抽濾或者離心的方法快速除去有機(jī)溶劑。通過選配合適的表面活性劑提高萃取效率,最后利用微波還原技術(shù)將萃取提純的氧化石墨烯還原成石墨烯,從而為石墨烯的快速規(guī);苽涮峁┣捌诒U。
該方法操作簡(jiǎn)便、制備周期短,無需購置復(fù)雜昂貴的設(shè)備和高成本原料即可制備高純度的石墨烯,適用于石墨烯的宏量制備,有望在超級(jí)電容器、鋰離子電池、燃料電池、密封材料、催化劑載體等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,該發(fā)明減少了在制備氧化石墨烯過程中的雜質(zhì)引入,選用相對(duì)低的原料配比降低生產(chǎn)成本,縮短制備時(shí)間,并且提供了兩種利用萃取技術(shù)進(jìn)行氧化石墨烯批量化的提純關(guān)鍵技術(shù),作為宏量制備石墨烯的理想方法。
- 中科院新疆理化所研發(fā)二維分子印跡固相萃取技術(shù)純化石榴皮單寧 2017-08-02
- 中空纖維微萃取技術(shù)與色譜分析方法研究系列進(jìn)展 2015-11-03
- 分子印跡聚合物在中藥活性成分固相萃取中應(yīng)用新進(jìn)展 2012-05-14
- 武漢大學(xué)陳朝吉/四川大學(xué)張偉 ACS Nano:仿生梯度水凝膠電解質(zhì)界面優(yōu)化構(gòu)筑穩(wěn)定鋅離子電池 2025-07-21
- 華南農(nóng)大楊卓鴻/胡洋、阿爾伯塔大學(xué)曾宏波 CST: 基于香草醛固化劑和改性氧化石墨烯的高強(qiáng)度、耐老化、可回收環(huán)氧防腐涂層 2025-07-11
- 四川大學(xué)王延青 AFM:氧化石墨烯納米片協(xié)同雙工程設(shè)計(jì)硬碳 - 邊緣鈍化與催化SEI設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)超高初始庫侖效率鈉離子電池 2025-07-10
- 江蘇科技大學(xué)郭峰/施偉龍 CEJ: 一步簡(jiǎn)單碳摻雜改性g-C3N4實(shí)現(xiàn)高效協(xié)同壓電輔助-光催化純水制備H2O2 2025-07-21