石墨烯材料由于其極佳的物理化學(xué)性能（室溫下載流子遷移率高達15000 c㎡/V•s，高熱導(dǎo)率：5000 W/m•K，楊氏模量：350 N/m等），被廣泛應(yīng)用于鋰離子電池、傳感、儲能材料以及生物醫(yī)藥等諸多領(lǐng)域。因此，石墨烯材料的低成本規(guī)?；闹苽渑c有效分散不僅是實現(xiàn)這些應(yīng)用的前提，也成為科學(xué)研究的重要課題。目前，使用廉價的石墨作為原料，通過石墨層間插層和剝離可批量化制備石墨烯材料，但仍然存在產(chǎn)率低、制備體系不環(huán)保、安全性差等問題。同時產(chǎn)物石墨烯由于片層間范德華力的作用，易發(fā)生片層回疊與聚沉，另外表面能不匹配，也導(dǎo)致石墨烯難以分散在水溶液或其他低沸點有機溶劑中，這極大的影響了石墨烯材料的實際應(yīng)用。因此，開發(fā)綠色、高效、低成本的新方法，使石墨烯更好地分散在水溶液或其他低沸點有機溶液中，是石墨烯材料領(lǐng)域的重要研究課題。

近期，學(xué)術(shù)期刊《Green Chemistry》在線刊發(fā)了中科院上海微系統(tǒng)所石墨烯粉體材料研究團隊丁古巧、何朋等科研人員在水溶性石墨烯材料制備方面取得的重要進展：基于創(chuàng)新的電化學(xué)技術(shù)和超聲輔助分散機制，在NaOH與PTA混合電解液體系中實現(xiàn)了少層高濃度水溶性石墨烯的制備。在這一體系中，研究人員通過控制電化學(xué)過程，使PTA析出并吸附于石墨電極，促進石墨充分氧化和逐層剝離，隨后輔以超聲處理進一步提高產(chǎn)率，實現(xiàn)了高產(chǎn)率（87.3 %）、高固含量（8.2 g/L）以及高穩(wěn)定性（8個月以上）的少層微米尺寸水溶性石墨烯的制備，相對于已有研究報道具有明顯優(yōu)勢。

同時，由于電化學(xué)陽極分子吸附保護機制，實現(xiàn)了產(chǎn)物片層sp2 結(jié)構(gòu)的保留，制備成膜后，經(jīng)較低溫度熱還原便可獲得較高的電導(dǎo)率（9517 S/m），應(yīng)用潛力巨大。進一步的機理研究明確了不同于以往插層、氧化、膨脹、剝離的電化學(xué)機制，逐層剝離和深入氧化的電化學(xué)新機制克服了傳統(tǒng)電化學(xué)方法剝離不完全導(dǎo)致的產(chǎn)物層數(shù)多、質(zhì)量低、分散性差等問題。同時，進一步的研究確定了超聲在不同環(huán)境、不同處理時間及不同前驅(qū)體條件下的效果，對于后續(xù)研究中的工藝改進具有重要指導(dǎo)意義。所制得的水溶性石墨烯極易成膜，在電熱方面表現(xiàn)出低電壓、高速升溫和溫度一致性好等優(yōu)點，有望作為新型電熱材料推廣應(yīng)用。

研究團隊多年致力于石墨烯材料的創(chuàng)新制備和應(yīng)用研究，大力發(fā)展原創(chuàng)性制備技術(shù)獲得高質(zhì)量石墨烯、水溶性石墨烯和石墨烯量子點等高端石墨烯材料，相關(guān)研究先后得到了國家重大科技專項項目（2011ZX02707）、國家自然科學(xué)基金項目（11774368， 11227902）及中科院先導(dǎo)專項項目（XDA02040000）的支持。

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基于分子吸附保護和充分氧化的電化學(xué)剝離法制備水溶性石墨烯