近日，中科院等離子體所低溫等離子體應(yīng)用研究室研究員王祥科和中科院化學(xué)所研究員胡文平合作，成功制備出分散性均勻的功能化石墨烯材料，并對(duì)該材料進(jìn)行磺酸化處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)持久性有機(jī)污染物的有效去除。相關(guān)研究論文日前在材料領(lǐng)域的頂級(jí)期刊《先進(jìn)材料》發(fā)表。

石墨烯材料具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，近年來引起國(guó)際上的廣泛關(guān)注。石墨烯與有機(jī)污染物之間可以產(chǎn)生非常強(qiáng)的絡(luò)合反應(yīng)，從而對(duì)有機(jī)污染物有很強(qiáng)的吸附能力。但在溶液中，石墨烯易于團(tuán)聚，從而會(huì)降低自身的吸附能力。

王祥科、胡文平等通過大量的實(shí)驗(yàn)研究表明，在石墨烯表面進(jìn)行磺酸基功能化處理，不但可以提高石墨烯的分散性，而且可以提高石墨烯的吸附能力。研究結(jié)果顯示，這種功能化石墨烯對(duì)萘和萘酚的吸附能力達(dá)到了每克2.4毫摩爾，是目前吸附能力最高的材料。目前，該種材料的制備成本較高，但隨著技術(shù)的發(fā)展，將有望實(shí)現(xiàn)低成本、規(guī)模化制備，因此在未來的環(huán)境污染治理中有非常重要的應(yīng)用前景。

王祥科介紹說，研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)石墨烯進(jìn)行氧化處理，在其表面修飾含氧功能基團(tuán)后，氧化石墨烯對(duì)金屬離子也具有很好的吸附效果。此外，課題組在等離子體技術(shù)制備石墨烯納米材料研究中，利用等離子體技術(shù)可以直接在石墨表面剝離制備石墨烯，不需要化學(xué)試劑，簡(jiǎn)化了制備過程，并且該過程是環(huán)境友好的。

據(jù)介紹，常見的石墨是由一層層以蜂窩狀有序排列的平面碳原子堆疊而形成的，石墨的層間作用力較弱，很容易互相剝離，形成薄薄的石墨片。當(dāng)把石墨片剝成單層之后，這種只有一個(gè)碳原子厚度的單層就是石墨烯。