利用低场核磁共振弛豫法探测三维还原氧化石墨烯中的孔隙层级与溶剂依赖界面动力学

《Colloids and Interfaces》：Pore Hierarchy and Solvent-Dependent Interfacial Dynamics in Three-Dimensional Reduced Graphene Oxide Probed by Low-Field NMR Relaxometry

　　

摘要

多孔三维还原氧化石墨烯 (3DrGO) 结合了分级孔网络与可调表面化学，使其成为涉及传质和界面现象的应用中的极具吸引力的材料。在本工作中，采用常规和低场核磁共振 (NMR) 技术研究了 3DrGO 的孔结构和表面性质。使用扫描电子显微镜 (SEM)、N₂ 吸附 - 脱附等温线、X 射线光电子能谱 (XPS)、卡尔 - 珀塞尔 - 梅布隆 - 吉尔 (CPMG) 核磁共振弛豫谱和快速变场 (FFC) 核磁共振弛豫谱，在多长度尺度上表征该材料并探测受限液体动力学。虽然 SEM 和气体吸附解析了大孔和中孔结构，但 CPMG 弛豫谱揭示了多种受限液体组分。NMR 弛豫数据和 XPS 数据的对比表明，含氧表面基团的丰富程度导致了极性和非极性分子 - 表面相互作用的差异，极性液体表现出更强的表观相互作用。脱附行为与部分饱和条件下不均匀的液体覆盖一致。NMR 弥散谱的分析进一步表明表面粗糙且化学性质异质，突显了低场 NMR 技术作为强大工具，用于关联多孔 3DrGO 中孔结构、表面化学和分子动力学的潜力。