中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤(rùn)滑國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室聚合物摩擦學(xué)組在氟化石墨烯（Fluorinated Graphene）制備及其性能研究方面取得系列進(jìn)展。
氟化石墨烯作為石墨烯的新型衍生物，既保持了石墨烯高強(qiáng)度的性能，又因氟原子的引入帶來了表面能降低、疏水性增強(qiáng)及帶隙展寬等新穎的界面和物理化學(xué)性能。同時(shí)，氟化石墨烯耐高溫、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，表現(xiàn)出類似聚四氟乙烯的性質(zhì)，被稱之為“二維特氟龍”。氟化石墨烯這些獨(dú)特的性能使其在界面、新型納米電子器件、潤(rùn)滑材料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
目前，常規(guī)合成氟化石墨烯的方法是采用XeF2等氟化劑，對(duì)利用微機(jī)械剝離或者化學(xué)氣相沉積制備的石墨烯進(jìn)行氟化。然而，昂貴、劇毒性氟化試劑的使用，極大地限制了此法的廣泛應(yīng)用。在中科院“百人計(jì)劃”、國(guó)家自然科學(xué)基金和甘肅省杰出青年基金項(xiàng)目支持下，固體潤(rùn)滑國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王金清研究員課題組在氟化石墨烯的合成方面開展了一系列研究工作，取得了較好的研究結(jié)果。
該研究小組利用商業(yè)化的氟化石墨為原料，采用廉價(jià)的N-甲基吡咯烷酮為插層試劑，通過簡(jiǎn)單的熱和超聲處理，實(shí)現(xiàn)了較高質(zhì)量氟化石墨烯的制備。研究人員發(fā)現(xiàn)超聲對(duì)氟化石墨烯中的氟含量具有調(diào)節(jié)作用，同時(shí)對(duì)氟化石墨烯的一些物理化學(xué)性能進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在近期出版的Journal of Materials Chemistry (2012, 22, 16950-16956)。
同時(shí)，該研究小組還以氧化石墨烯和氟化氫為原料，通過水熱反應(yīng)同樣實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量、氟化程度可調(diào)的氟化石墨烯的制備。對(duì)所得的氟化石墨烯的電導(dǎo)、帶隙性質(zhì)等進(jìn)行了研究，并通過拉曼光譜分析提出了一種可能的氟化反應(yīng)機(jī)制。相關(guān)研究結(jié)果將發(fā)表在近期出版的Carbon (DOI: 10.1016/j.carbon.2012.07.026)。
氟化石墨烯作為石墨烯的新型衍生物，既保持了石墨烯高強(qiáng)度的性能，又因氟原子的引入帶來了表面能降低、疏水性增強(qiáng)及帶隙展寬等新穎的界面和物理化學(xué)性能。同時(shí)，氟化石墨烯耐高溫、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，表現(xiàn)出類似聚四氟乙烯的性質(zhì)，被稱之為“二維特氟龍”。氟化石墨烯這些獨(dú)特的性能使其在界面、新型納米電子器件、潤(rùn)滑材料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
目前，常規(guī)合成氟化石墨烯的方法是采用XeF2等氟化劑，對(duì)利用微機(jī)械剝離或者化學(xué)氣相沉積制備的石墨烯進(jìn)行氟化。然而，昂貴、劇毒性氟化試劑的使用，極大地限制了此法的廣泛應(yīng)用。在中科院“百人計(jì)劃”、國(guó)家自然科學(xué)基金和甘肅省杰出青年基金項(xiàng)目支持下，固體潤(rùn)滑國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王金清研究員課題組在氟化石墨烯的合成方面開展了一系列研究工作，取得了較好的研究結(jié)果。
該研究小組利用商業(yè)化的氟化石墨為原料，采用廉價(jià)的N-甲基吡咯烷酮為插層試劑，通過簡(jiǎn)單的熱和超聲處理，實(shí)現(xiàn)了較高質(zhì)量氟化石墨烯的制備。研究人員發(fā)現(xiàn)超聲對(duì)氟化石墨烯中的氟含量具有調(diào)節(jié)作用，同時(shí)對(duì)氟化石墨烯的一些物理化學(xué)性能進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在近期出版的Journal of Materials Chemistry (2012, 22, 16950-16956)。
同時(shí)，該研究小組還以氧化石墨烯和氟化氫為原料，通過水熱反應(yīng)同樣實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量、氟化程度可調(diào)的氟化石墨烯的制備。對(duì)所得的氟化石墨烯的電導(dǎo)、帶隙性質(zhì)等進(jìn)行了研究，并通過拉曼光譜分析提出了一種可能的氟化反應(yīng)機(jī)制。相關(guān)研究結(jié)果將發(fā)表在近期出版的Carbon (DOI: 10.1016/j.carbon.2012.07.026)。
