快速规模化绿色制备氧化石墨烯

 申报人
彭蠡 (高分子科学与工程学系)
 成果简介
石墨烯是自然界最薄、最强韧,透明度最好,最致密,同时具有最高的电导率和电子迁移率的材料,被誉为“未来的材料”。氧化石墨烯是石墨烯制备过程中最重要的前驱体,且氧化石墨烯本身所具有的丰富的官能团和多变的结构,使其具有非常迷人的物理化学性质,在诸多领域有着潜在的应用。 传统的制备方法需要大量使用强腐蚀性甚至易爆的氧化剂,例如硝酸、高锰酸钾等。这些氧化剂不仅给氧化石墨烯制备带来了安全隐患,而且在反应之后会产生大量的重金属,污染土壤、水源以及大气。而这些与绿色工业的原则相悖,难以获得推广应用,阻碍了氧化石墨烯的快速发展与应用。 本团队探索了以高铁酸钾作为氧化剂1小时制备氧化石墨烯的方法,避免了传统制备方法中存在的诸多问题。反应废弃物为硫酸和硫酸铁,通入氨气便可得到含铁元素的氮肥,完全没有污水处理的后顾之忧。在该工作中,我们提出了气体辅助剥离的新机理,为氧化石墨烯的制备提出了新的思路;并且,高铁基的氧化石墨烯粉体被证实可以在水中再次分散,减少了氧化石墨烯工业生产时98%运输的运输费用,拓展了氧化石墨烯的应用形态和领域。 值得一提的是,我们进一步利用其表面丰富的官能团、超大比表面积、多游离自由基等特性,将其应用于催化乙酰基转移反应,发展出一种过程简便、收率高的巯基化合物制备新方法,首次合成了出了新型含卤素的多官能度巯基化合物,在医药、高分子、纳米材料、生物等领域具有潜在应用价值。
 申报人微介绍

高超教授领导的纳米高分子课题组主要包括4个博士后,14个博士研究生,主要围绕复杂纳米高分子以及纳米碳材料的合成组装展开研究。近两年来,以石墨烯纤维、最轻的石墨烯碳海绵以及绿色氧化石墨烯的制备为代表,纳米高分子组在石墨烯制备,液晶,纤维、超轻气凝胶、高柔性导热膜、电热膜等方向取得了一系列突破性的进展。

 资料链接
评选办法
为充分调动我校学生学术科研积极性,鼓励学生开展跨学科交流与研究,营造浓厚的校园学术氛围,增强学生学术创新意识,提高学生学术科研水平,提升学生学术自信,校学生会、研究生会、博士生会、校学术委员会、党委宣传部、党委学工部、党委研工部、校团委联合举办“启真杯”浙江大学2015年度学生十大学术新成果评选活动......[详细]