一种在微波液体放电等离子体（MDPL）还原氧化石墨烯(GO)的新策略

高效合成还原氧化石墨烯(rGO)在电子、复合材料和储能器件等领域有着广泛的应用，引起了广泛的关注。本文提出了一种在微波液体放电等离子体（MDPL）还原氧化石墨烯(GO)的新策略。该方法还原速度快，反应活性高，温度低，适合高效制备石墨烯。XPS结果表明，MDPL使氧化石墨烯的初始氧含量降低了60%以上。rGO的电导率提高到70 S/m。MDPL中的氢原子和高能电子能有效促进GO的脱氧和π-共轭的恢复。作为一种超级电容电极，等离子体处理的rGO在5 mV/s的扫描速率下可以提供164.9 F/g的电容。总之，我们的研究为石墨烯的温和、环保和高效生产铺平了道路。

图1. GO溶液中激发放电等离子体实验装置示意图。

图2. (a)GO和P-rGO在25 min时的UV-vis谱;(b) GO和P-rGO样品的照片。

图3. GO和P-rGO样品在不同放电时间时的(a) FTIR光谱，(b) XPS测量光谱，(c)高分辨率Cls核级光谱。

图4. 不同放电时间的(a)石墨的拉曼光谱;(b) GO和P-rGO样品。

图5. (a) TEM图像和(b, c)等离子体处理rGO堆的放大图像和(d) SAED模式;(e)等离子体处理rGO吸附在刚裂解的云母上的敲击模式AFM图像; (f) 图(e)的截面分析。

图6. GO水溶液中放电等离子体在200W功率下的发射光谱。(a)仅有GO;(b) 5 min时掺L-AA的GO， (c) 15 min， (d) 25 min， (e)不同放电时间GO和P-rGO样品的波长变化。

图7. MDPL中GO与高能电子的π-共轭结构(a, b)脱氧和(c)恢复的可能机制和过程。

图8. GO和P-rGO在(a)不同压力下的电导率，和(b)对应的电阻率; P-rGO 在(c)不同电流密度下的恒流充放电曲线(d)和不同扫描速率下的循环伏安曲线。

相关研究成果由大连海事大学环境科学与工程学院Bing Sun等人于2022年发表在Colloid and Interface Science Communications (https://doi.org/10.1016/j.colcom.2022.100605)上。

原文：Synthesis of graphene via in-liquid discharge plasma: A green, novel strategy and new insight。

审核编辑 ：李倩