这里，提出了一种自由基氧化反应的策略，用于高效生产氧化石墨烯（GO）。由于GO拥有含氧官能团，显示出良好的分散性和组装性，它在能源和环境的可持续发展中发挥着重要作用。与Hummers法相比，石墨的电化学剥离法尽管氧化程度很低，但仍被认为是简单易操作且绿色环保的。为了获得具有更好结晶度和更高氧化度的GO，这里提出了一种光协同电化学方法。具体操作是，通过使用草酸根离子作为嵌入离子和共反应物，电化学剥离期间产生的羟基自由基界面浓度增加，并且氧化程度与Hummers法制备的GO相当。此外，获得的GO结晶度提高，层数减少，且尺寸更大。基于氢键作用，苯胺共组装的GO膜可选择性渗透水分子，但由于静电作用，Na +，K +和Mg2 +不可渗透。因此，它在水淡化和净化方面具有潜在的应用前景。这项工作为电剥离期间石墨烯的直接功能化及功能化后石墨烯的后续组装提供了一种新颖的方法。
 
Figure 1. （a）EGO的SEM图，（b）TEM图，插图为电子选取衍射图，（c）统计的尺寸分布，（d）单层EGO的AFM图，（e）层数分析。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      
  
Figure 2. EGO 和 CGO的（a）SERS 和（b）FTIR 图。其中EGO是通过光协作程序电压调控所制备，而CGO是由Hummers法制备。
 

Figure 3. （a）CGO (曲线 a), 有光照下制备EGO (曲线b), 无光照下制备 EGO（曲线c）的 XPS 图，（b）有光照下制备EGO的C 1s XPS图，（c）热重分析。
 

Figure 4. 光协同电化学合成EGO的原理示意图。
 

Figure 5. (a) 石墨，EGO, 和 CGO的XRD 图, (b) EGO和苯胺共组装的EGO膜（定义为MEGO）的XRD图，(c) MEGO 的N 1s XPS图, (d) 三种盐溶液渗透MEGO 膜的情况。
 
     该研究工作由厦门大学詹东平教授和李剑锋教授课题组于2020年发表在J. Am. Chem. Soc.著名期刊上。原文：Photosynergetic Electrochemical Synthesis of Graphene Oxide。

本帖摘自《石墨烯杂志》公众号：