《石墨烯学堂》之第八讲 相比于石墨烯, GO 在溶液中具有更好的分散性,所以为后续研究和应用提供了更多的加工空间,这也是很多人在购买氧化石墨的时候优先考虑的问题。 然而目前市面上购买的氧化石墨良莠不齐,一些商家虽然也是采用 Hummers 法或者是改进的方法制备的 GO ,但由于处理工艺不完善导致购买的氧化石墨无法很好分散;又或者是有些同学自己合成缺少经验,结果发现 GO 分散性能很差,如果面对这种情况该如何补救呢? 在回答处理措施前,我们先一起了解下氧化石墨的成分和结构。石墨粉经氧化后成为氧化石墨,其组成单元为单层的氧化石墨烯。并且片层上有丰富的含氧官能团,比如 -COOH 、 -OH 以及环氧等,这些官能团具有很强的极性,这也是氧化石墨烯易溶于水的原因。但另一方面,片层间依然有共轭结构存在,所以 GO 同时表现出亲水性和疏水性。 并且, GO 片层间也有可能存在氢键而相互吸引。综合来看,从“相似相容”的角度而言, GO 是可以溶解在水中和极性的溶剂中的。 实际情况是,很多时候我们将氧化石墨粉体加入到水中,然后给予适度的水浴超声,结果发现片层并没有很快的剥离,静置一会就会有棕褐色的沉降物。这是由 GO 干燥处理不当所致,水溶性好的 GO 通常在层间保留有一定量的结合水,正是这些层间水的存在增大了 GO 片层的层间距,超声中便于外界水插层,从而达到快速剥离的目的。如果溶液中有电解质存在,则需要先将氧化石墨烯超声剥离后再加电解质,这样子最终的剥离效果相对会好些,否则很有可能无法超声剥离出来。 另外一种情况就是,有同学反映直接将 GO 粉末加入到乙醇等溶剂中超声数个小时,结果依然无法剥离出氧化石墨烯溶液。这是因为相比于水,乙醇更难渗透插层到 GO 片层间。一种比较有效的解决方法便是先将 GO 粉体在少量水里超声溶胀,进行初步剥离,然后再往 GO 浆液中加入需要的乙醇等溶剂,该方案可以极大地提高 GO 的剥离效果。 除此之外,也有部分同学超声条件控制不到位的问题,尤其是采用水浴超声条件下,水位的高低对功率影响很大,水位太高会降低超声效果;而在塑料类容器如离心管中超声也会削弱效果。 为避免上述问题,当然最好还是挑选品质可靠的商家和产品,例如昂星的 GO 不仅要求保证产品新鲜,并且每瓶产品出货前都经过严格的分散性测试,确保无误下才会发货,测试过程的样品溶液也会随货物一起寄往用户手中。此外,昂星也有浆料和溶液之类的样品,剥离效果更佳。 本词条由昂星科技团队编辑, 想要知道更多石墨烯知识,扫一扫下方二维码,加入我们。