石墨烯額結(jié)構(gòu)為片層,同時表面惰性錢,容易因范德華力而出現(xiàn)返團聚的現(xiàn)象,難均勻分散于水及有機溶劑,為了提升石墨烯粉體的分散性,在制備的過程中需要粉體改性劑對石墨烯進行表面改性,改善其在有機溶劑中的分散性,以發(fā)揮石墨烯優(yōu)異性能。
那么石墨烯粉體表面改性方法有哪些?
石墨烯粉體表面的改性一般都是改性更容易操作的氧化石墨烯。與物理改性方法相比,用化學(xué)的方法改性石墨烯更加常見,效果更穩(wěn)定。而化學(xué)改性方法通常又分共價鍵改性和非共價鍵改性兩種。
共價鍵改性
共價鍵改性是將功能化基團與氧化石墨烯表面的“含氧基團”進行“縫合”,由于氧化石墨烯上存在羧基(-COOH)、羥基(-OH)和環(huán)氧基(-O-)、羰基(C=O)等活性基團,能與一些小分子或大分子之間反應(yīng),因而可以利用這些基團與其他分子之間的化學(xué)反應(yīng)對石墨烯表面進行共價鍵功能化;除此之外,還應(yīng)有石墨烯原位(G)的共價鍵改性。
非共價鍵改性
除共價鍵功能化外,還可通過非共價鍵連接方法對石墨烯表面進行功能化,即可用π-π相互作用、離子鍵以及氫鍵等超分子作用使石墨烯表面得到修飾,從而提高石墨烯的分散性。由于石墨烯本身具有高度共軛體系,其易于與同樣具有π-π鍵的共軛結(jié)構(gòu)或者含有芳香結(jié)構(gòu)的小分子和聚合物發(fā)生較強的π-π相互作用。但會引入其它組分,比如:生物大分子、表面活性劑、離子液體、納米粒子等。
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除了以上的方法,還有石墨烯的電子性能改性方法,最終的效果都是能很好降低石墨烯表面能,發(fā)揮石墨烯粉體的優(yōu)異性能,廣泛應(yīng)用在納米電極、超級電容器、生物感應(yīng)器、藥物傳遞、太陽能電池、氫氣儲存、晶體管、聚合物納米復(fù)合材料等領(lǐng)域。
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標(biāo)簽:石墨烯分散劑,石墨烯改性劑,粉體改性劑
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