石墨烯片層的空化剝離、結構演化及界面修飾

《石墨烯片層的空化剝離、結構演化及界面修飾》是依託復旦大學，由盧紅斌擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：石墨烯片層的空化剝離、結構演化及界面修飾
• 依託單位：復旦大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：盧紅斌

項目摘要

石墨烯的卓越性質在許多領域都顯示出迷人的套用前景，但如何實現規模化生產目前仍面臨巨大挑戰。本項目通過結合重氮鹽偶合和原子轉移自由基聚合技術，提出了利用超音波空化效應製備高質量石墨烯及其複合材料的環境友好、低能耗、高效率的新思路。利用空化效應，引發劑和聚合單體被插入石墨烯片層中間，通過重氮偶合錨固在石墨烯表面，克服了片層相互作用位壘、阻止了片層的再次聚集，隨後的聚合物鏈增長實現對石墨烯片層的剝離。超支化和線性鏈的結合允許複合材料界面能夠在寬的組成範圍內調節石墨烯的缺陷數目和載荷轉移，提供了一種同時最佳化複合材料的力學性能和功能性的新途徑。此外，一種在石墨烯表面構造多孔碳保護金屬納米顆粒的方法也有助於在石墨烯表面實現金屬納米顆粒尺寸的均勻分布，提高負載催化劑的再生能力和使用壽命。

結題摘要

本項目致力於發展環境友好的、低成本、高質量石墨烯的製備、套用及其相關機理。經過4年的研究，各向研究目標均已實現，在石墨烯製備、複合材料和儲能材料套用領域取得了顯著進展。項目提出了一系列新穎的石墨烯製備方法，這些方法允許以環境友好、低成本方式、高效率方式製備各種高質量石墨烯或氧化石墨烯，包括水相剝離石墨烯製備技術、層數可控石墨烯製備技術、超大片層（氧化）石墨烯製備技術、石墨烯水熱裁剪技術等。項目也提出了各種複合材料和儲能材料製備新技術，包括石墨烯-聚合物複合材料中仿生界面構建、聚合物輔助金屬納米顆粒生長以及它們在製備過程中的演化機理、控制方式和相關套用性能表征和分析。這些新方法和新技術為加速我國石墨烯產業的發展提供了好的基礎，也為石墨烯在各個領域中的套用提供了新途徑。