用什么可以分散石墨烯？

2020-09-29

由于 π-π 耦合、范德华力和高比表面积，石墨烯会发生不可逆的团聚现象，甚至重新排列回石墨结构，导致制备石墨烯的稳定分散十分困难 ，目前来看，石墨烯的分散还有很多基本问题有待解决。

首先， 石墨烯分散的挑战性首先源于对石墨烯分散的高度要求，我们发现「分散」造成「界面」的问题从而影响最终性能，甚至比选择错误的石墨烯材料还严重 。通常我们想将石墨烯分散到单片或初级粒子状态时，会面临两难处境。 一是源于石墨烯对通过化学改性实现分散这一手段的低容忍性甚至抵触性，因为采用「化学改性」手段势必干扰或一定程度上破坏 π-π 的完整性，从而降低或失去本征态石墨烯的优异性能 。二是源于 石墨烯本身既不亲水又不亲油的结构特征，一般的分散剂分子又较难与石墨烯形成较强的物理吸附作用，所以使用表面活性分散石墨烯的「物理」手段也会受到限制 。三是源于石墨烯的 π-π 结构和强的范德华力，使 石墨烯极易团聚，而且团聚体难以再分开，这源于石墨烯极高的长径比和比表面积 ，但却使石墨烯的分散还面临着实际生产操作性方面的难题。例如， 4% 浓度的水型石墨烯浆料已是膏态，不具有流动性，这为生产过程中物料传输、分散和化学反应造成了困难。

分散石墨烯的方法很多，但最怕大家囫囵吞枣！ 究竟是为了「功能化」而修饰，还是为了「分散」而修饰，能否两者兼顾？ 这些都必须在最终物性表现与相关知识及经验的积累中得到验证。我的思路很简单， 先找到便宜、缺陷少的本征石墨烯，因为「成本」影响了普及率 ；再者，你 必须先通过「官能化」来实现功能性，否则没能达标，石墨烯成本再低也无法取代现有产品 ；最后，你才能 想到如何兼顾「分散」的问题，这时候除了第二阶段的官能化手段，部分还可以利用二次加工的机械力来实现 。

只能说～理论是死的，实践才能找出真知！