莱斯大学Nature: 焦耳热不到1秒时间快速合成克级

大规模石墨烯是通过自上向下的方法生产的，将石墨剥落，而石墨通常需要大量的溶剂才能进行高能混合，剪切，超声处理或电化学处理。尽管将石墨化学氧化为氧化石墨烯可促进剥落，但它需要苛刻的氧化剂，并在随后的还原步骤之后使石墨烯具有缺陷的穿孔结构。如果通过化学气相沉积或先进的合成有机方法进行，则自下而上的高质量石墨烯合成通常被限制为超少量，或者如果在母溶液中进行，则它提供了富集缺陷的结构。

鉴于此，莱斯大学Rouzbeh Shahsavari, Boris I. Yakobson 和James M. Tour团队证明了通过快速焦耳快速加热廉价的碳源（例如煤，石油焦炭，生物炭，炭黑，废弃食品，橡胶轮胎和混合的塑料废料），可以在不到一秒钟的时间内获得克级的石墨烯。在生产该产品的过程后，该产品称为快速制备的石墨烯（flash graphene，FG），在堆叠的石墨烯层之间显示出涡轮层排列（即，几乎没有顺序）。

FG合成不使用熔炉，也不使用溶剂或反应性气体。产量取决于来源的碳含量。当使用高碳源（例如炭黑，无烟煤或煅烧焦炭）时，收率范围为80％至90％，无需纯化步骤，而碳纯度大于99％。拉曼光谱分析显示，FG的D谱带强度低或不存在，表明FG具有迄今报道的石墨烯最低的缺陷浓度，并证实了FG的涡轮层堆积，这明显不同于涡轮层石墨。FG层的无序取向有助于其在复合材料形成过程中混合时快速剥离。FG合成的电能成本仅为7.2 kJ/g，这可能使FG适用于塑料，金属，胶合板，混凝土和其他建筑材料的散装复合材料。

Gram-scale bottom-up flash graphene synthesis，Nature, 2020

https://www.nature.com/articles/s41586-020-1938-0