中國粉體網訊 石墨烯因為其獨特的結構和性質就一直是材料學和物理學的研究熱點。作為熱導體，石墨烯比目前任何其他材料的導熱效果都好，作為單質，室溫下它傳遞電子的速度比已知導體都快。因此石墨烯成為備受矚目的研究熱點，潛力巨大，能顛覆未來。
高品質石墨烯的低成本化有利于推動石墨烯產業在儲能、電子、電網等領域的發展，而面對石墨烯低成本化、規模化的同時，安全性也是不可或缺的。相比傳統的氧化還原法，電化學法的優勢在于保證石墨烯親水性的同時，還能夠有效避免過多的氧官能團的引入，這就使得石墨烯表面的sp2結構破壞較小，本征程度更高。
電化學法剝離是將待剝離的石墨作為陽極，鉑電極作為陰極，在不同酸性、堿性以及鹽溶液的電解液體系中制備石墨烯。當在電化學電池中使用石墨作為工作電極時，電流驅使離子或帶電分子遷移到石墨層間隔中并將石墨烯層推開，整個過程十分迅速，在幾秒到幾十秒之間即可完成。因此電化學剝離石墨烯具有成本低、環保、效率高等特點。一般來說，電化學剝離石墨烯發生在陽極，得到的石墨烯產品仍含有一定量的氧基，這是由于含水自由基（HO-C，O-C）被水分解所致。所以我們可以通過調控電化學剝離的不同參數獲得不同氧化程度的石墨烯。
電化學法制備石墨烯的主要優勢為：
（1）與普通氧化還原法相比，不需要用到強氧化劑、強還原劑及有毒試劑，成本低，清潔環保；
（2）通過電化學方式，在氧化時可以更多地以離子插入方式剝離而減少氧化程度降低石墨烯結構的破壞，電化學還原時則能更徹底還原，因此制得的石墨烯具有更好的物理化學性質；
（3）由于電化學的強力場作用，使得剝離效率更高，更容易實現高品質石墨烯批量制備；
（4）電化學制備過程中，電流與電壓很容易精確控制，因此容易實現石墨烯的可控制備與性能調控，而且制備過程與設備簡單，易于操控；
（5）與CVD及有機合成法相比，電化學法采用石墨為原料，我國石墨產量又居世界前列，原料豐富，成本低廉。
2021年1月15日下午3:00，中鋼集團南京新材料研究院陳杰博士將受邀做客中國粉體網旗下的粉體公開課平臺，屆時陳博士將會帶來報告《電化學剝離石墨烯技術及應用》。電化學剝離二維材料的策略自提出以來就飽受關注。相較于傳統氧化還原法制備的石墨烯粉體，電化學的獲得的石墨烯能夠較好的控制石墨烯的氧化度，在保證石墨烯水溶性的同時，不破壞石墨烯表面的sp2結構，因而近年來在學術及產業端都有較為良好的發展態勢，且很可能給石墨烯產業帶來顛覆性的影響。
個人簡介
陳杰博士，畢業于南京大學物理學系，現擔任中鋼集團南京新材料研究院石墨烯項目技術總監。主要從事石墨烯及其衍生物的規模化制備技術的研究，發表論文20余篇，獲發明專利1項，實用新型專利1項。
（中國粉體網編輯整理/星屑）
