超洁净石墨烯制备的研究
石墨烯因 其 优异 的性质而 被 誉为 “ 材料之王 ” , 在诸多 领域有着广阔的应用前景, 但 距离 真正实现产业化 还存在诸多 问题和挑战 。制备决定 未来, 高品质 石墨烯薄膜的 可控 制备 一直是学术界和业界关注的 重点 。 化学 气相沉积法( CVD ) 以 其优良 的 可控性和可放大性被 公认 为最具前景的石墨烯 薄膜 制备方法, 经过 近十年的发展, 虽然 在单晶尺寸上 取得 了诸多突破性进展, 但 CVD 石墨烯的性能 和 理想 水平 仍然有不 小 的差距 , 这一问题已经困扰石墨烯领域很久 。 该研究首次 揭示了 CVD石墨烯 的本征污染问题,提出气相反应调控的方法,分别使用泡沫铜辅助催化和含铜碳源实现了超洁净石墨烯的制备( Nat ure Commun . 2019 , 10 , 1912 ; J. Am. Chem. Soc. 2019 , 141 , 7670 )。 对于已存在 本征污染的石墨烯薄膜,他们 巧妙地 使用 二氧化碳 对其进行刻蚀 ,而不引入额外缺陷,从而成功 制备出大面积的超洁净石墨烯薄膜,该 方法与普通CVD工艺完全兼容 ( Angew . Chem. 2019 ,10.1002/ange.201905672 )。 同时 ,他们探究 了本征污染物与石墨烯之间的相互作用,发展了基于活性炭的界面力调控方法,成功实现了石墨烯的表面清洁( Adv. Mater. 2019 , e1902978 ) 。
北京大学
2021-04-11