隨著石墨烯商業化的發展，大規模生產高質量的石墨烯薄片至關重要。這里，報道了報道了一種超快和可擴展的策略，直接將石墨剝離成高質量的石墨烯（公斤級），并且對單層具有高選擇性，在該過程中無需使用任何插層劑，化學藥品或溶劑。使用等離子噴涂技術剝離石墨獲得石墨烯，對單層選擇性高達?85％，產率高達48克/小時。剝落的石墨烯幾乎沒有基底缺陷（Id/Ig=0），并且具有高質量（C/O比=21.2，sp2％：?95％），表明結構比較完美。此結果可重現，表明該方案的熟練程度。該工作提供了等離子噴涂剝落的石墨烯的幾種概念驗證，以證明其在機械加固，無摩擦的透明導電涂層，和能量存儲設備等方面中的應用。
Figure 1. （a）等離子噴涂剝落石墨烯的照片。石墨烯在（b）有機溶劑N-甲基吡咯烷酮（NMP）和（c）二甲基甲酰胺（DMF）中的分散。（d，e）剝離的石墨烯和石墨的X射線衍射（XRD）和拉曼光譜。（f）SEM圖。（g）石墨烯的氮吸附/解吸等溫線。
Figure 2. （a-p）單層石墨烯和雙層石墨烯在不同放大倍率下的TEM圖，對應的SAED模式，以及AFM圖。（q）圖p中沿綠色虛線方向的高度情況。（r）石墨烯薄片的厚度情況。（t）石墨烯片的低倍SEM圖像。
Figure 3. 石墨烯薄片的（a）拉曼光譜，由拉曼圖衍生的（b）G和（c）D波段強度。（d）中部和（e）邊緣收集的拉曼光譜。（f）石墨烯的 XPS光譜。（g）C 1s XPS光譜。（h）GO，rGO，電化學剝離石墨烯（EcG），液相剝離石墨烯（LPEG），化學氣相生長石墨烯（CVD）中sp2和C含量進行比較。
Figure 4. （a）等離子功率與溫度的關系圖，以及（b）主氣體流速與飛行中速度的關系圖。（c）石墨剝落機理示意圖。（d）圖c部分的等離子羽流層流區域的放大圖。（e）湍流區域的放大圖。
該研究工作由印度理工學院巴特那校區Anup Kumar Keshri課題組，于2020年發表在ACS Nano期刊上。原文：Ultra-Fast, Chemical-Free, Mass Production of High Quality Exfoliated Graphene。
轉自《石墨烯雜志》公眾號
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