石墨烯规模化制备技术及其复合材料应用 | “大咖开讲——石墨烯的那点事儿”线上主题活动系列九

8月27日晚上8点，复旦大学高分子科学系教授、博士生导师卢红斌应邀做客中国石墨烯产业技术创新战略联盟线上主题活动：大咖开讲——石墨烯的那点事儿。

本次讲座的主题为：石墨烯规模化制备技术及其复合材料应用。

卢教授以诙谐幽默的开场白介绍了石墨烯的发展变化。之前Ruoff教授接受Nature访问时提出的问题，相信大家都记忆犹新。那时，石墨烯的制备尤其是批量化制备仍然制约着许多方面的进展。然而，自从去年石墨烯联盟国际大会之后，情形发生了很大变化。我们看到，石墨烯制备技术以及应用技术都有了巨大进步，尤其是中国在此产业化领域的进步显著，石墨烯的确已经到了快速发展的时候。因此，李秘书长在接受京华时报访问时预言，2015年可望成为石墨烯产业化发展元年。

实际上，在过去的一年里，国内外石墨烯技术的发展都取得了不俗的成绩，包括石墨烯规模化制备技术和应用技术均有显著进步。然而，因为一直从事着石墨烯的规模化制备技术和相关应用研究，卢教授中垦地提出一些需要进一步完善或解决的问题。

卢红斌教授坦言，关于石墨烯制备技术是物理方法还是化学方法这样的问题，其实这并不是一个简单问题，这取决于应用领域和制备，以及应用的选择和需要。传统氧化石墨烯制备是氧化还原，产生大量的缺陷甚至孔洞，这实际上为许多应用带来机会，例如纳米颗粒的负载、海水淡化等；但另一方面，人们也期望有高质量的石墨烯，即完美石墨烯。完美石墨烯或者低缺陷石墨烯对于诸如透明导电薄膜等应用显然是重要的，但问题也是显而易见的，易于聚集，制备过程中溶液的固含量无法提高等等。这也意味着我们需要结合实际情况对最终的石墨烯产品进行综合考虑。

随后，卢教授简要介绍了石墨烯规模化制备技术需要考虑的基本因素：制备效率、产量/产能、结构和质量的平衡以及与下游应用的有效衔接等。然后，图文并茂地讲解了石墨烯的剥离制备。

通过分析石墨烯制备时的一些基本原理，卢教授带领大家寻找一种不会破坏石墨烯表面插层的方法。并找到一个平衡，即我们可以控制石墨烯表面的破坏程度，同时改善石墨烯与溶剂分子的亲和性。

关于如何提高氧化石墨烯的制备效率，同时减少其中孔洞的产生这一问题，卢教授给出一种新方法。可以在几分钟内实现氧化石墨烯的过滤，非常方便，过滤速度非常快。

这样的氧化石墨烯具有非常均匀的结构，例如，Raman谱显示它们不同位置上的D/G比几乎是一样的，由这样的氧化石墨烯制成的薄膜还原后具有极高的电导率。据推测，这些氧化石墨烯可能是无孔洞缺陷的，进一步的高清TEM证据是需要的，但由于条件限制，暂时还无法得到相关数据。

最后，卢红斌教授以一张图片展现了正在做的石墨烯应用工作。虽然多数产业只是刚刚开始，但已有一些不错的结果。

在提问环节，卢红斌教授针对网友提出的石墨烯在膜材料中是否具有法拉第电容作用、是否能形成电场、促进场致发光，混合焓变和溶解度参数方程，石墨烯锂电池充满，缺陷氧化石墨烯修补，氧化石墨烯增加清洗效率的方法等问题，做了及时回答，互动气氛活跃。