用什麽可以分散石墨烯？

2020-09-29

由於 π-π 耦合、範德華力和高比表面積，石墨烯會發生不可逆的團聚現象，甚至重新排列回石墨結構，導致制備石墨烯的穩定分散十分困難 ，目前來看，石墨烯的分散還有很多基本問題有待解決。

首先， 石墨烯分散的挑戰性首先源於對石墨烯分散的高度要求，我們發現「分散」造成「界面」的問題從而影響最終效能，甚至比選擇錯誤的石墨烯材料還嚴重 。通常我們想將石墨烯分散到單片或初級粒子狀態時，會面臨兩難處境。 一是源於石墨烯對透過化學改性實作分散這一手段的低容忍性甚至抵觸性，因為采用「化學改性」手段勢必幹擾或一定程度上破壞 π-π 的完整性，從而降低或失去本征態石墨烯的優異效能 。二是源於 石墨烯本身既不親水又不親油的結構特征，一般的分散劑分子又較難與石墨烯形成較強的物理吸附作用，所以使用表面活性分散石墨烯的「物理」手段也會受到限制 。三是源於石墨烯的 π-π 結構和強的範德華力，使 石墨烯極易團聚，而且團聚體難以再分開，這源於石墨烯極高的長徑比和比表面積 ，但卻使石墨烯的分散還面臨著實際生產操作性方面的難題。例如， 4% 濃度的水型石墨烯漿料已是膏態，不具有流動性，這為生產過程中物料傳輸、分散和化學反應造成了困難。

分散石墨烯的方法很多，但最怕大家囫圇吞棗！ 究竟是為了「功能化」而修飾，還是為了「分散」而修飾，能否兩者兼顧？ 這些都必須在最終物性表現與相關知識及經驗的積累中得到驗證。我的思路很簡單， 先找到便宜、缺陷少的本征石墨烯，因為「成本」影響了普及率 ；再者，你 必須先透過「官能化」來實作功能性，否則沒能達標，石墨烯成本再低也無法取代現有產品 ；最後，你才能 想到如何兼顧「分散」的問題，這時候除了第二階段的官能化手段，部份還可以利用二次加工的機械力來實作 。

只能說～理論是死的，實踐才能找出真知！