微流反应两分钟“氧化”石墨

桂运安　王敏

中国科学技术大学教授朱彦武团队近期与中国科学院上海高等研究院等合作，在石墨烯制备上取得新进展，强化的微流反应两分钟实现石墨氧化。相关成果日前发表于《先进材料》。

中国科学技术大学教授朱彦武团队近期与中国科学院上海高等研究院等合作，在石墨烯制备上取得新进展，强化的微流反应两分钟实现石墨氧化。

研究团队采用具有百微米尺寸和连续流动特征的微通道反应器，实现高效且本质安全的石墨氧化过程。强化的微流反应使得石墨在两分钟之内即可达到传统反应釜中数小时才能达到的氧化程度。同時，通过改变微反应器构型、反应流体参数等，在一定范围内可以精细调节氧化石墨烯的氧化程度和含氧官能团种类。据此研究结果进行并行放大，年产60吨的连续化制备产线仅需约6.5升的微反应器体积。

此外，小尺寸且透明的微反应器使得利用光谱实时检测氧化进程成为可能。研究团队通过原位表征石墨氧化中的拉曼G峰演变，分析了流速、原料石墨种类和片径等对氧化反应动力学的影响。他们还在此基础上，验证了在微通道中对氧化石墨烯进行还原、组装的能力，并展示了氧化石墨烯产物的导热、导电性能，为利用微流体技术实现氧化石墨烯的制备与应用奠定了基础。