中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授朱彥武團(tuán)隊(duì)近期與中國科學(xué)院上海高等研究院等合作，在石墨烯制備上取得新進(jìn)展，強(qiáng)化的微流反應(yīng)兩分鐘實(shí)現(xiàn)石墨氧化。相關(guān)成果日前發(fā)表于《先進(jìn)材料》。
研究團(tuán)隊(duì)采用具有百微米尺寸和連續(xù)流動(dòng)特征的微通道反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)高效且本質(zhì)安全的石墨氧化過程。強(qiáng)化的微流反應(yīng)使得石墨在兩分鐘之內(nèi)即可達(dá)到傳統(tǒng)反應(yīng)釜中數(shù)小時(shí)才能達(dá)到的氧化程度。同時(shí)，通過改變微反應(yīng)器構(gòu)型、反應(yīng)流體參數(shù)等，在一定范圍內(nèi)可以精細(xì)調(diào)節(jié)氧化石墨烯的氧化程度和含氧官能團(tuán)種類。據(jù)此研究結(jié)果進(jìn)行并行放大，年產(chǎn)60噸的連續(xù)化制備產(chǎn)線僅需約6.5升的微反應(yīng)器體積。
此外，小尺寸且透明的微反應(yīng)器使得利用光譜實(shí)時(shí)檢測氧化進(jìn)程成為可能。研究團(tuán)隊(duì)通過原位表征石墨氧化中的拉曼G峰演變，分析了流速、原料石墨種類和片徑等對(duì)氧化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的影響。他們還在此基礎(chǔ)上，驗(yàn)證了在微通道中對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行還原、組裝的能力，并展示了氧化石墨烯產(chǎn)物的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能，為利用微流體技術(shù)實(shí)現(xiàn)氧化石墨烯的制備與應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。(桂運(yùn)安 王敏)
關(guān)鍵詞： 微流反應(yīng) 氧化石墨 石墨烯制備 微通道反應(yīng)器
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