石墨烯粉体表面改性的目的与难点分析　

发布日期：

2022-01-20

石墨烯额结构为片层，表面惰性钱因范德华力而容易复合，难以均匀分布在水和有机溶剂中。为了提高石墨烯粉体的分散性，制备过程中需要用粉状改性剂对石墨烯进行表面改造。改善在有机溶剂中的分散性，发挥石墨烯的性能。

　　石墨烯是由碳原子组成的原子厚度只有一层的二维晶体。在2015年发现之前，它既是至薄的材料，也是至强韧的材料，强度比至好的钢材高200倍。同时弹性好，拉伸宽度可以达到自己大小的20%。这是目前自然界至薄、强度至高的材料，如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的猫。

　　石墨烯目前很有希望的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，生产未来的计算机。用石墨烯代替硅，计算机处理器的运行速度将加快数百倍。

石墨烯粉体

　　石墨烯粉体表面改性方法有哪些?

　　石墨烯粉体表面的改性一般是改性更容易操作的氧化石墨烯。用化学方法改石墨烯比物理改性方法更常见，效果更稳定。化学改性方法通常分为共价键改性和非共价键改性两种。

　　1、石墨烯粉体共价键改性

　　共价键改性是将功能化基团与氧化石墨烯表面的“含氧基团”进行“缝合”，由于氧化石墨烯上存在羧基(-COOH)、羟基(-OH)和环氧基(-O-)、羰基(C=O)等活性基团，能与一些小分子或大分子之间反应，因而可以利用这些基团与其他分子之间的化学反应对石墨烯表面进行共价键功能化;除此之外，还应有石墨烯原位(G)的共价键改性。

　　2、石墨烯粉体非共价键改性

　　除共价键功能化外，还可通过非共价键连接方法对石墨烯表面进行功能化，在π-π相互作用、离子键、氢键等超分子作用下修饰石墨烯表面，提高的分散性。由于石墨烯本身具有较高的共轭体系，因此，具有相同π-π键的共轭中含有结构或香气结构的小分子和聚合物容易发生更强的-相互作用。但是会引入其他成分，如生物聚合物、表面活性剂、离子液体、纳米粒子等。

　　除了这些方法外，还有石墨烯的电子性能修改方法。效果是降低表面能，发挥石墨烯粉末的性能。广泛应用于纳米电极、电容器、生物传感器、药物输送、太阳能电池、储氢、晶体管、聚合物纳米复合材料等领域。

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