氧化石墨烯的制备通常通过氧化反应将石墨转化为氧化石墨,一般石墨经强酸氧化而得,主要有三种制备氧化石墨的方法:Brodie 法, Staudenmaier 法和 Hummers 法。其中 Hummers 法的制备过程的时效性相对较好而且制备过程中也比较安全,是最常用的一种。它采用浓硫酸中的高锰酸钾与石墨粉末经氧化反应之后,得到棕色的在边缘有衍生羧酸基及在平面上主要为酚羟基和环氧基团的石墨薄片,此石墨薄片层可以经超声或高剪切剧烈搅拌剥离为氧化石墨烯,并在水中形成稳定、浅棕黄色的单层氧化石墨烯悬浮液。
复合材料:氧化石墨烯可直接与纤维、极性塑料、涂料、橡胶、陶瓷、金属等混合制备复合材料,用于提高这些材料的强度、模量、抗紫外、抗腐蚀、耐磨损和远红外发射等性能。
热管理和导电应用:氧化石墨烯用于制备石墨烯改性纤维和膜,这些材料兼具高导热、高导电和超柔性,适用于电子产品。
轻质材料:用于气凝胶时,可以获得超轻、高孔隙率和弹性的产品。
散热和阻燃:氧化石墨烯可用于石墨烯基碳纤维散热膜和阻燃材料中。
混凝土和建筑:氧化石墨烯在混凝土领域可用于结构增强材料,增强混凝土的强度和耐用性。
水处理和防腐:氧化石墨烯可用于水处理和防腐领域,提高水处理效率和材料的耐用性。
光催化:氧化石墨烯可用于光催化领域,提高催化剂的效率和稳定性。
发泡海绵材料:氧化石墨烯可用于发泡海绵材料,提高其力学性能。
制备后的氧化石墨烯D50下降至2.727um
均质前
均质后