高品質石墨烯制備技術主要包括CVD、液相插層剝離和機械剝離三種。廉價、高效、大批量制備高品質石墨烯的技術是石墨烯技術商業化的基礎,對電子、能源、納米復合材料等領域都具有重要作用。
大面積的氧化石墨烯剝離效率可達到100%,但是含氧官能團難以完全去除,導致還原氧化石墨烯仍然處于無序狀態。O官能團和C原子通過共價結合,的限制了石墨烯導電性。為了去除O光能團,使C原子實現sp2成鍵,研究人員采取了各種各樣的物理或化學方法。
有鑒于此,Voiry等人報道了一種以GO為原料,通過微波法去除rGO表面O官能團的技術。
圖1. MW-rGO的表征
研究人員利用家用微波爐為實驗設備,在1KW功率下,利用1-2秒的脈沖微波,實現了將氧化石墨烯還原成幾乎不含O官能團的還原氧化石墨烯。微波法制備rGO早已有報道,但是往往質量較差。
該方法的巧妙之處在于,GO在微波加熱之前先進行熱退火,使GO導電,從而可以吸收微波。微波熱量使O官能團分解,并發生有序重構,最終形成不含O官能團的還原氧化石墨烯。
基于這種MW-rGO石墨烯的FETs(產效應晶體管)具有高達1000 cm2 V-1 S-1的移動值。作為OER催化劑載體,具有超高的催化活性。
圖2. 電學和電催化性能表征
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