中北大学提出石墨烯制备新方法

近日，中北大学孙友谊教授团队利用胶体化学体积排斥作用，并结合二维片状纳米材料剥离新方法，实现了石墨烯高效宏量制备。相关成果日前发表在《自然·通讯》上。

石墨烯是一种由碳原子构成的新型单层片状结构材料，因其具有高导电性、高强度、高热导率等特性，在新能源、功能高分子复合材料、传感器等领域具有广泛应用前景。

山西省科技创新中心主任、中北大学材料科学与工程学院教授孙友谊介绍，目前科研界常见的石墨烯制备方法有氧化还原法、机械剥离法、气相沉积法、超临界剥离法等，其中氧化还原法是目前石墨烯工业化生产的主要方法。

而团队此次采用的气泡辅助—液相机械剥离法不同于以往，该方法利用在石墨层间原位产生气泡来扩大石墨层之间的间距，替代传统强酸强氧化扩层的机制，减少石墨片层之间的物理范德华力，并结合胶体化学体积排斥作用，促进石墨在液相机械剪切作用力下即可实现高效剥离，解决传统氧化还原法制备石墨烯的流程复杂、缺陷大和机械剥离法制备石墨烯产率低等问题。

通过该方法制备石墨烯，不仅制备工艺流程简单，而且石墨烯结构可控性和批次稳定性好；同时，因制备过程中使用的强酸强氧化剂及产生的废水少，所以兼具制备过程绿色环保，石墨烯成本低、缺陷少、结构完整性好等优势，新方法保持了石墨烯优异特性，有助于拓展其应用领域。

孙友谊表示，气泡辅助—液相机械剥离法是一种低成本、绿色环保、高产率、高品质石墨烯宏量制备方法，不仅为石墨烯产业发展提供低成本、高品质石墨烯提供了可能性，而且为制备其他高浓度二维纳米片状材料提供了新的思路。