Aufgrund seiner hervorragenden elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften hat Graphen breite Anwendungsperspektiven in den Materialwissenschaften, Energie und der Biomedizin. Gegenwärtig ist das Herstellungsverfahren für Graphenpulver das allgemein verwendete chemische Redoxverfahren. Bei der Reduktion von Graphenoxid sind die hauptsächlich ausgewählten Reduktionsmittel Hydrazinhydrat und seine Derivate, NaBH ₄ , p-Phenylendiamin, schwefelhaltige Verbindungen usw. Die meisten Reduktionsmittel sind giftig und explosiv, was einer großtechnischen Anwendung nicht förderlich ist Produktion. Guo Shouwu und andere schlugen vor, dass Vitamin C ein wirksames Reduktionsmittel sei, aber der relativ hohe Preis von Vitamin C schränkt die großtechnische Produktion von Graphen ein. Daher haben Ma Qi et al. schlugen eine Graphen-Herstellungsmethode unter Verwendung von Guanidinhydrochlorid vor als Reduktionsmittel wie folgt:

(1) Füge Graphitoxid zu doppelt destilliertem Wasser hinzu, behandle es mit einem Zellzerstörer für 20–90 Minuten und setze dann die Ultraschallbehandlung mit Ultraschall für 10–60 Minuten fort, um eine gleichmäßig dispergierte Graphenoxid-Dispersion zu erhalten. Die Konzentration der Graphenoxid-Dispersion beträgt vorzugsweise 0,1–10 mg/ml.

(2) Fügen Sie ein lösliches hochmolekulares Polymer (Polyvinylpyrrolidon, Polyacrylamid, Polyvinylalkohol, Polyethylenglycol, Hydroxymethylcellulose, Polyacrylsäure) zu der Graphenoxid-Dispersion hinzu. Die Massenkonzentration des hochmolekularen Polymers in der gemischten Lösung beträgt 0,01–0,1 mg/ ml, und die gemischte Lösung aus hochmolekularem Polymer und Graphenoxid wird nach Ultraschalldispersion für 5–30 Minuten erhalten.

(3) Gebe Guanidinhydrochlorid zu der in Schritt (2) erhaltenen gemischten Lösung hinzu. Das Massenverhältnis von Guanidinhydrochlorid zu Graphenoxid beträgt 10:1–100:1. Gleichzeitig alkalische Lösung zugeben (die alkalische Lösung ist ausgewählt aus Massenprozent 10%-28% Ammoniakwasser, 0,1-5mol/L NaOH-Lösung, 0,1-5mol/L KOH-Lösung), pH auf 8-12 einstellen, einstellen in einem Ölbad und rühren Sie die Reaktion um, die Temperatur des Ölbads beträgt 60-100℃， Die Reaktionszeit beträgt 1-5 Stunden und wird dann zentrifugiert und gewaschen, um wasserlösliches Graphen zu erhalten.

Der Herstellungsprozess ist einfach, die Anforderungen an die Ausrüstung sind gering und das Graphen lässt sich leicht in großen Mengen herstellen. Das Vorhandensein löslicher hochmolekularer Polymere verbessert die Wasserlöslichkeit von Graphen erheblich und erleichtert gleichzeitig die weitere Herstellung von Graphenfilmen. Guanidinhydrochlorid wird als Reduktionsmittel verwendet, um Graphen herzustellen, das stabil in einer wässrigen Lösung dispergiert werden kann, und das so hergestellte Graphen kann verwendet werden, um Sensoren und elektrische Geräte zu konstruieren.

Verweise