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ACS Appl. Mater. Interfaces:10 s微波固体剥离无缺陷单层石墨烯及其在催化水分解中的应用

来源:石墨烯联盟|

发表时间:2021-06-23

点击:3428

通过具有成本效益的方法大规模制备无缺陷的单层石墨烯薄片(SLGF)仍然非常具有挑战性。有鉴于此,近日,英国伦敦大学学院唐军旺教授团队报道了通过一种无损、节能且易于放大的物理方法制备了单层石墨烯薄片(SLGF)(>90%)。这些高质量的石墨烯薄片归功于一种新颖的10 s微波调制的固态方法,不仅可以在空气中快速剥离石墨,而且还可以自愈石墨表面以去除杂质。


制备的高质量石墨烯薄膜(~200 nm)在没有任何化学或物理后处理的情况下表现出~280 Ω/sq的薄层电阻。此外,与原始Ni-Fe电极(~10 mA/cm2)相比,掺入石墨烯的Ni-Fe电极在催化水氧化反应中表现出显著的~140 mA/cm2电流,在相同的实验条件下,起始电位阴极偏移120 mV,同时法拉第效率>90%。所有这些优异的性能都归功于无缺陷石墨烯薄片的极高导电性。通过这种绿色的微波剥离工艺制备大量单层和高质量的2D材料,有望实现其在能源和环境中的应用。


图1. 特殊模式微波控制的石墨非破坏性和不可逆固态剥离成石墨烯,并通过XRD和拉曼光谱进行相应表征。


图2. 用于单层和双层石墨烯分类的高分辨透射电子和原子力显微镜 (AFM)。


图3. 通过X射线光电子能谱监测MCSS方法对石墨烯薄片表面性质的影响。


图4. 可转移石墨烯薄膜的物理和电催化性能。


图5. 析氧反应动力学。

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