时间: 2024-03-22 12:00:43 | 作者: 胺盐卤素盐
液相剥离（LPE）技能在大规模出产具有最小缺点的高质量石墨烯纳米片（GNs）方面具有十分显着的优势和潜力。但是，汉森溶解度参数和表面张力匹配原理约束了 LPE 工艺适用溶剂的规模。因而，N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）和N，N-二甲基甲酰胺（DMF）等常用溶剂粘度低，导致剪切力从溶剂到石墨的传递功率低，然后形成剪切力缺乏和剥离功率低。
更风趣的是，下降 NOP 悬浮体系的作业时分的温度可逐渐加强相互作用，与规范温度下的 NMP 体系比较，LPE 功率进步了约 150%。因为石墨烯具有十分超卓的导电性，所制备的纤维素纳米纤维/石墨烯纳米片（CNF/GNs）复合薄膜具有轻质高效的电磁屏蔽功用，到达2.4 × 104 dB cm2 g-1。这项作业有望为经济、高产地出产 GNs 树立一条通用、高效的途径，说明固液界面分子构象影响剪切力从溶剂到石墨传递的微观机制，然后促进 GNs 以及其他二维（2D）纳米资料的广泛运用。
图 1.（a） LPE进程中机械能传递和耗散途径的示意图（两个赤色虚线区域是指溶剂分子的磕碰和界面分子的滑动进程）;（b） 2种吡咯烷酮混悬液的GNs浓度与粘度的联系;（c） 不同离心速度下GNs粒径散布;（d） 不同离心速度下GNs产品的二维拉曼峰和相应的拟合光谱;GN的TEM图画（e），HRTEM图画（f）和选定区域电子衍射图（g）。
图3.（a）、（b）和（c）NOP-29 S-L-S模型在MD模仿中受限剪切进程中的结构演化图;（d）、（e）和（f） MD模仿中NDP-51 S-L-S模型在受限剪切进程中的结构演化图;（g） NOP-29和NDP-51固-液-固（S-L-S）模型在受限剪切进程中界面冲突应力实时改变的比较，界面冲突应力曲线反映了石墨层（上壁）和溶剂层之间的冲突应力改变;（h） 两种S-L-S模型在受限剪切进程中的均匀界面冲突应力以及NOP-29和NDP-51悬浮液中GNs浓度的比较。
在这项研讨中，为了经济高效、高产地出产GNs，研讨了添加悬浮液粘度的战略。依据成果得出，溶剂粘度和界面分子构象别离决议了分子间和界面间的相互作用。两者协同影响剪切应力传递，从而影响LPE功率。详细而言，因为悬浮液的界面分子层较厚且分子间相互作用较高，NOP悬浮液中GNs的浓度比NMP悬浮液中的GNs浓度高约70%。此外，与室温下的 NMP 体系比较，下降 NOP 悬浮液的作业时分的温度可使 LPE 功率进步约 150%。依据结合MD模仿的试验，LPE功率的进步归因于低温度的环境下分子间和界面相互作用的增强。此外，相应的CNF/GNs复合膜表现出轻量化和高效的电磁屏蔽功用，这得益于GNs的高纯度和无缺点特性。这项作业为GNs的经济和高产量出产供给了一种通用和有用的办法，然后为GNs以及其他二维（2D）纳米资料的运用铺平了路途。
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