【Nature communications】探索新途径：化学石墨化还原氧化石墨烯的研究与应用

本文介绍了一种新的还原剂系统（氢碘酸与乙酸），可以有效地一锅还原溶液相氧化石墨烯粉末和气相氧化石墨烯纸和薄膜。这个系统通过大规模生产提供了高质量的还原氧化石墨烯，产生了高导电性的产品。此外，所述的纸和薄膜是在低温下制备的，并适用于柔性器件。这一方法有望推进高导电性石墨烯片的研究。

成果

图1：溶液相RG-OHI−AcOH粉末的特性。

（a） 。G-O、RG-ONH2−NH2和RG-OHI−AcOH的分解行为。（b） G-O（红色）、RG-OHI−AcOH（蓝色）和RG-ONH2–NH2（绿色）的13C-MAS NMR谱图。*（c）石墨、G-O和RG-OHI−AcOH的粉末XRD图谱。还原后，G-O和RG-OHI−AcOH的XRD峰的2θ角（d间距）分别从10.27°（d间距∨8.60Å）移动到24.57°（d间距∨3.62Å）。（d） d-所示样品类型的间距。（e） G-O（红色）、RG-OHI−AcOH（蓝色）和RG-ONH2–NH2（绿色）的拉曼光谱。（f） XPS表征表明石墨结构恢复良好。

图2：G-O和RG-OHI−AcOH血小板的TEM图像。

（a） （c）G-O和RG-OHI−AcOH血小板堆积的HR-TEM图像。比例尺为0.5μm。插图显示HR-TEM图像的放大区域。（b） （d）G-O和RG-OHI−AcOH血小板的SAED。（e） 和（f）RG-OHI−AcOH血小板堆叠的横截面。

图3：柔性VRG-OHI−AcOH纸和薄膜，G-O在气相中还原。

（a） 柔性VRG-OHI−AcOH纸。（b） PET衬底上的柔性G-O（左）和VRG-OHI−AcOH薄膜。（c） VRG-OHI−AcOH和VRG-ONH2–NH2论文中C1s区域的XPS分析。暴露于气相还原剂后，氧官能团的大量损失是明显的。（d） VRG-OHI−AcOH纸的横截面SEM图像和拉曼光谱（插图）。（e） VRGOHI−AcOH（蓝色）和VRG-ONH2–NH2（红色）纸张的电气性能。VRG-OHI−AcOH纸显示出比VRG-ONH2–NH2纸更高的导电性。（f） 水接触角：（左）G-O（62.8°），（中）VRG-OHI−AcOH（78.5°）和（右）VRG-ONH2–NH2（69.0°）。

总结

综上所述，本研究考察了一种新的一锅化学还原法，即通过溶液相使用HI–AcOH和通过气相使用预先规划的G-O。由于RG-O在粉末、纸张和薄膜中的高脱氧度和高石墨化度，在没有氮掺杂的情况下，RG-O的电导率显著增加。此外，该方法的简单性证明了通过溶液和气相以及在塑料衬底上具有高导电性的低温处理实现大规模生产的可能性。这种新的方法可用于各种VRG-O纸和薄膜的制备和加工，特别是在低温工艺中，在柔性衬底上开发新的RG-O。

文献信息

Moon, I., Lee, J., Ruoff, R. et al. Reduced graphene oxide by chemical graphitization. Nat Commun 1, 73 (2010). https://doi.org/10.1038/ncomms1067