熱剝離是一種生產(chǎn)石墨烯納米片有效且可擴展的方法，石墨烯納米片通常還會重新組裝或與其它材料混合以形成新的宏觀“石墨烯基材料”。熱剝離還可以應(yīng)用到一些宏觀的石墨烯基材料上，制造內(nèi)部孔隙，但是這種工藝形式尚未得到廣泛研究，并且很容易導(dǎo)致原始鑄件幾何形狀的破壞。這里，探索了如何局部熱剝離氧化石墨烯（GO）多層納米片薄膜，以至于控制平面，紋理化和限制GO薄膜的孔結(jié)構(gòu)和電導(dǎo)率。當(dāng)儀器設(shè)定的加熱速率為100 K/min或更高時，GO薄膜會爆炸性剝落，薄膜的幾何形狀徹底破壞。這里，還證實了一種新穎的方法，可以生產(chǎn)出具有高電導(dǎo)率和微孔結(jié)構(gòu)的大尺寸完整rGO薄膜。在250°C時局部剝離過程中，夾在惰性板之間的GO前驅(qū)體薄膜，可以生產(chǎn)得高電導(dǎo)率和孔隙率的柔性材料，該材料保留了原始鑄件的宏觀結(jié)構(gòu)。
Figure 1. a）不同厚度的GO薄膜的光學(xué)圖像。2b）和2c）1周期平面自立式GO膜的SEM圖像。膜厚約2mm。
Figure 2. a）在TGA中以10 K/min的加熱速率進行平面GO膜熱剝離。發(fā)生剝離反應(yīng)時不會發(fā)生爆炸性的熱失控反應(yīng)。2b）和2c）分別為3毫米厚和9毫米厚的GO薄膜和rGO薄膜的XRD圖。注意，GO原子層間距大約為0.85 nm，rGO層間距約0.36 nm。2d）~3f）在TGA中以10 K/min剝離的rGO膜的高倍和低倍SEM圖像。
Figure 3. a）平面GO和rGO薄膜的FTIR光譜。 在TGA中于250°C和750°C溫度下以10 K/min加熱速率剝離GO膜。 3b）GO和rGO薄膜的XPS光譜。 C/O原子比顯示了平面GO薄膜的部分剝離。
Figure 4. 二維示意圖呈現(xiàn)了氧化石墨烯膜熱剝離的四種情況，產(chǎn)生了不同的形態(tài)和物理性質(zhì)。
該研究工作由美國布朗大學(xué)Indrek Külaots課題組于2020年發(fā)表在Carbon期刊上。原文：Controlling pore structure and conductivity in graphene nanosheet films through partial thermal exfoliation。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號
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