级联离心速度对液相剥离法制备少层石墨烯可扩展性潜力的影响

《Scientific Reports》：Effect of cascaded centrifugal speed on scalability potential of few layer graphene via liquid phase exfoliation

　　

摘要

规模化生产高质量少层石墨烯的潜力对于其有效集成到先进工业应用中至关重要，包括光电、超级电容器、可印刷及柔性电子器件和生物传感器等领域。本文研究了离心速度对通过液相剥离技术将块状石墨粉末剥离为少层石墨烯纳米片的影响。采用不同速度（3000、5000和8000 rpm）的液相级联离心法分离不同横向尺寸和厚度的石墨烯片。所剥离的石墨烯纳米片通过紫外-可见分光光度计、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线衍射仪（XRD）和透射电子显微镜（TEM）进行了表征。产率百分比在4.57%至8.34%之间。AFM和拉曼光谱确认了石墨烯少层纳米片（5至12层）的存在，其中在3000 rpm下平均横向尺寸为0.53 μm，而在8000 rpm下最小尺寸为0.38 μm。石墨烯样品表现出高结晶石墨结构。该方法提供了一种实用且可规模化的途径，无需使用危险的插层试剂即可制造高质量少层石墨烯纳米片（5至12层），从而在工业化生产方面显示出巨大潜力。