HBPE@Py@PGMA的合成及其在石墨烯液相剝離中的應(yīng)用

徐立新，胡佳偉

(浙江工業(yè)大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，浙江 杭州 310014)

近年來(lái)石墨烯的發(fā)現(xiàn)引起了人們的廣泛關(guān)注，石墨烯被廣泛應(yīng)用于光電[1]、催化[2]、過(guò)濾膜[3]等各個(gè)領(lǐng)域。石墨烯的液相剝離有非常多的優(yōu)勢(shì)：首先，所涉及的過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單而且容易規(guī)模化；以廉價(jià)、豐富的天然資源石墨為起始材料；可以將石墨烯直接分散在特定的溶劑中。盡管石墨烯液相剝離已取得了重大進(jìn)展，但還有兩個(gè)重要問(wèn)題有待解決：一是如何在常見(jiàn)、低沸點(diǎn)溶劑中剝離石墨烯，根據(jù)表面能相近原理[4]，一般石墨只能在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)[5]，N、N-二甲基甲酰胺(DMF)[6]等幾種特定溶劑中被直接剝離成石墨烯，因此在普通低沸點(diǎn)溶劑中高效剝離石墨烯是更可取的；二是如何將功能化石墨烯直接從天然石墨中剝離。解決上述問(wèn)題最有效的方法是在溶劑中使用穩(wěn)定劑促進(jìn)石墨剝離[7]。超聲波為石墨烯的剝離提供了必要的能量，使穩(wěn)定劑吸附在剝落的石墨烯表面，防止其重新堆積。此外，石墨烯表面通過(guò)非共價(jià)相互作用，如π—π[7]、氫鍵作用[8]、靜電相互作用[9]，可以將穩(wěn)定劑吸附在剝落的石墨烯表面。

在此基礎(chǔ)上，大量的穩(wěn)定劑被用于石墨的液相剝離，包括表面活性劑[10]、功能性小分子[11]、聚合物[12]、納米顆粒[13]等。其中，聚合物穩(wěn)定劑因其豐富的功能基團(tuán)具有非常大的優(yōu)勢(shì)。目前，已經(jīng)成功地將嵌段共聚物、超分子聚合物、星型共聚物等一系列聚合物用作穩(wěn)定劑，以促進(jìn)石墨剝落在各種常見(jiàn)溶劑中。……