石墨烯具有較大的離域π鍵和比表面積,顯示了優異的光、電和力學性能,在能源、環境、醫學、電子信息等領域具有巨大的應用前景。由于層間π-π堆疊作用和范德華力,石墨烯易團聚,導致本征性能下降。在石墨烯的邊緣選擇性引入羥基、羧基等含氧官能團既可提高其分散性,又能使其面內共軛結構不受破壞,保持其本征性能。干法球磨機械化學法已被用于制備邊緣功能化石墨烯,其原理為利用球磨機械效應破壞石墨中的碳-碳鍵斷裂形成相應的碳(離子)自由基,進而與干冰、草酸、SO3等磨劑反應,在碳自羧由基上引入羥基或磺酸基。由于石墨C-C鍵能(710 kJ mol?1)較大,采用上述“惰性”磨劑共磨不僅耗時(12-48 h)、耗能(轉速500 rpm),而且其共軛結構不可避免地被部分破壞,因此,制得的石墨烯后續仍需采用600 °C以上的高溫熱處理以提升其導電性。

Cuiyu Huang,?Jin Lin,?Heqing Tang,?Qin Wang,?Tetsuro Majima,?Nan Wang,?Zhihong Luo,?Lihua Zhu
ChemSusChem
DOI:?10.1002/cssc.202201496