High-yield scalable graphene nanosheet production from compressed graphite using electrochemical exfoliation.
High-yield scalable graphene nanosheet production from compressed graphite using electrochemical exfoliation.
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使用电化学去角质从压缩石墨产生高收益的石墨烯纳米片。
DOI：
10.1038/s41598-018-32741-3
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发表时间：
2018-09-28
影响因子：
4.6
通讯作者：
Green MJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Achee TC;Sun W;Hope JT;Quitzau SG;Sweeney CB;Shah SA;Habib T;Green MJ
电化学剥离是用于从石墨生产石墨烯的有前景的本体方法;在该方法中，施加的电压驱动离子物质嵌入石墨中，在那里它们形成膨胀并剥离单个石墨烯片的气态物质。然而，许多障碍阻碍了这种方法成为可行的生产路线;随着该方法的进展，石墨电极的分解是主要困难。在这里，我们表明，如果石墨粉末包含和压缩在一个可渗透和可膨胀的包容系统，石墨粉末可以连续插入，膨胀和剥离，以产生石墨烯。我们的数据表明，在所生产的石墨烯中，产率高（65%）且横向尺寸非常大（>30 μm）。我们还表明，这一过程是可扩展的，石墨烯的产率仅取决于反应器的几何形状，石墨压缩，和电解质运输。
Electrochemical exfoliation is a promising bulk method for producing graphene from graphite; in this method, an applied voltage drives ionic species to intercalate into graphite where they form gaseous species that expand and exfoliate individual graphene sheets. However, a number of obstacles have prevented this approach from becoming a feasible production route; the disintegration of the graphite electrode as the method progresses is the chief difficulty. Here we show that if graphite powders are contained and compressed within a permeable and expandable containment system, the graphite powders can be continuously intercalated, expanded, and exfoliated to produce graphene. Our data indicate both high yield (65%) and extraordinarily large lateral size (>30 μm) in the as-produced graphene. We also show that this process is scalable and that graphene yield efficiency depends solely on reactor geometry, graphite compression, and electrolyte transport.
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