石墨烯空心微球制备方法的研究进展

发布时间：2021-11-27 01:26

　　石墨烯被认为是一种颇具潜力的新型材料,具有优异的导电性能、力学性能以及大的比表面积,但石墨烯极易因为片层间的分子间作用力以及π-π作用而发生堆叠团聚。构筑三维空心微球结构不仅能够有效阻止石墨烯片团聚,从而保证大的比表面积与优异的性质,还具有结构规整、尺寸可调的独特优势。本文对近年来石墨烯空心微球的制备方法进行了阐述,主要按照模板法与无模板法两大类进行了整理与分析,又将模板法分为硬模板法与软模板法两类来叙述,对石墨烯空心微球的制备过程中应用到的多种技术进行了介绍与举例,并分别对硬模板法、软模板法、无模板法各自的优缺点进行了分析与总结。 

【文章来源】：应用化学. 2020,37(12)北大核心CSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

图2 层层自组装法(LBL)制备聚苯胺/石墨烯复合空心微球[11]

Sohn等[15]利用气溶胶喷雾热解技术,令GO水分散液与聚苯乙烯(PS)胶体的混合体系在超声雾化作用下形成纳米级的液滴,然后将该纳米液滴通入500 ℃热腔干燥。 在干燥的过程中,GO片在PS胶体表面发生组装,随后聚苯乙烯发生热分解,GO被同时还原为石墨烯,从而直接得到石墨烯空心微球。 喷雾热解方法的一个优点是可以结合多种组分进入气溶胶液滴以达成不同的功能性目的,如作者通过在GO水分散液中加入Fe3O4,则最后得到的石墨烯空心微球将具有磁性;加入金纳米粒子,则石墨烯空心微球将具有催化活性。2.2 微流体技术

Bera等[27]将GO和乙酸锌二水合物(Zn(CH3COO)2·2H2O,ZA)分别溶于二甲基甲酰胺(DMF)中,ZA在DMF中形成ZnO纳米粒子与Zn2+,Zn2+吸附在ZnO上形成ZnO/Zn2+。 GO与ZA混合后的前体在95 ℃的空气烘箱中进行热处理12 h,在这一过程中,ZnO/Zn2+会与GO上的含氧官能团作用,从而将GO化学转化为石墨烯(CCG),且随着反应时间的延长,通过奥斯特瓦尔德熟化过程形成了中空的内部,材料由固体微球转变为核-壳微球,最后转变为空心微球。虽然采用奥斯特瓦尔德熟化过程制备空心微球无需繁复的模板去除过程,步骤简便,所制备的空心微球亦具有均一的尺寸和可控的形貌,貌似结合了硬模板法和软模板法的优点,还避免了它们的缺陷。 但是,目前这种策略仅限于一些特定的物质的制备,且基本都是单组分无机非金属材料。 上述的研究[27]也是将GO包覆在ZnO纳米粒子上先行形成纳米复合材料,再借助ZnO纳米粒子的奥斯特瓦尔德熟化形成CCG/ZnO复合的空心微球材料。

【参考文献】：
博士论文
[1]褶皱石墨烯微球的制备及其在复合材料中的应用[D]. 陈琛.浙江大学 2018
[2]新型功能化空心微球及其复合材料制备与性能[D]. 徐泽海.浙江工业大学 2017
[3]含磁性粒子石墨烯空心微球的设计、制备及其吸波性能[D]. 曾强.大连理工大学 2017

硕士论文
[1]石墨烯/碳纳米管/二氧化锰空心复合微球的制备及其在超级电容器中的应用研究[D]. 慕亚男.西北大学 2017



本文编号：3521321