石墨烯分解的启示_

程，ＲＧＯ 薄片结构被打破，形成多 动车长距离行驶的动力源。然而， 的差异可以追溯到 Ｌｉ２Ｏ２ 与不同银
环芳烃（ＰＡＨ）类化合物。延长辐射 由于寿命短 （循环充放电次数少） 原子簇之间相互作用能量的细微
时间，最终会使有机化合物完全分 以及放电率较低，锂 － 空气电池距 区别，此外，利用其他元素甚至合
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上海化工 Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖｏｌ．４０ Ｎｏ．１ Ｊａｎ． ２０１５
译海撷英
料被用于光催化分解水源性有机 Ｌａｒｒｙ Ａ． Ｃｕｒｔｉｓｓ 带领的研究小组 污染物的应用中，ＲＧＯ 薄片氧化 利用氧化铝薄膜处理碳表面制备
石墨烯分解的启示
生成有毒多环芳烃化合物所产生 出无缺陷的碳电极。然后，借助先
解，生成二氧化碳和水。圣母大学 离批量生产还有很长的路要走。找 金的原子簇来提升电池性能也是
研究团队指出，尽管该研究是在光 到解决上述问题的关键— ——锂 － 完全有可能的。
催化装置中进行的，但也可能适用 空气电池充放电时电化学反应的 于石墨烯的其他应用。例如，在燃 细节—— —仍然具有挑战性，因为电
学家们指出，水相中悬浮的 ＲＧＯ 今未完全了解的化学反应。电化学 ２ ４００ ｍＡｈ／ｇ 的充电容量相比，修
负载 ＴｉＯ２ 纳米颗粒意外发生分解。 家已经朝这个方向迈出了一步，他 饰 Ａｇ１５ 原子簇的电极所组成的电
实际上，Ｊａｍｅｓ Ｇ． Ｒａｄｉｃｈ、Ｐｒａｓｈａｎｔ 们制备了一系列由具有纳米材料 池的充电容量较高 （大约 ３ ５００
近的一项研究表明石墨烯在常规 墨烯作为光触媒的平台需要谨慎 后，通过不同的表征方法和电化学
应用中会发生分解，从而使人们对 评估。但是她也补充道，在环境修 测试，对锂 － 空气电池中产生的
其化学惰性产生了质疑。可分散于 复领域，按照 ＲＧＯ 发生不必要分 Ｌｉ２Ｏ２ 基产品（沉积在碳电极上）进
水中的石墨烯容易制得并且易于 解反应的思路，或许能够找到相关 行了分析并对电池性能进行了评
通过湿化学方法进行处理。大量研 碳污染物（碳纳米管、富勒烯及其 估。分析结果表明，Ｌｉ２Ｏ２ 基材料的
究人员利用石墨烯负载纳米催化 他纳米结构形式的碳）治理的新方 形貌、结晶度以及其他性质随银簇
剂，以用于环境修复、太阳能电池 法。
的尺寸大小而变化。修饰有 Ａｇ３ 原
以及燃料电池等。对于上述应用，
科学家们通常使用一种名为还原 锂 － 空气电池的电化学控制
ＲＧＯ 的羟基自由基。在光谱分析、 解锂 － 空气电池的驱动力提供了 为原子簇尺寸的微小差异导致全
显微结构分析和总有机碳测量的 深刻的见解，表明电池组件的微观 然不同的沉积物形貌和电池性能，
基础上，该研究小组给出了解释： 结构改善可以提高电池性能。锂 － 这一点非常值得关注。他指出，该
紫外光辐射引发了一个碎片化过 空气电池已被吹捧为能够实现电 研究小组的计算结果表明，所产生
化学家合成 Ｃ１８７８ 六边形
料电池阴极发生的氧化还原反应 化学活性位点的确切性质尚不清
纳米轮
也 可 以 生 成 羟 基 自 由 基 并 引 发 楚。美国伊利诺伊州阿尔贡国家实
最近，受到自行车轮的启发，
ＲＧＯ 的分解，而在 ＴｉＯ２－ＲＧＯ 合材 验 室 由 Ｊｕｎ Ｌｕ、 Ｓｔｅｆａｎ Ｖａｊｄａ 和 德国化学家合成出直径 １２ ｎｍ 的
Ｖ． Ｋａｍａｔ 以及他们的同事已经证 特性的电极组成的锂 － 空气电池， ｍＡｈ／ｇ），并且可以循环充放电 １０
实，上述纳米颗粒一经暴露于紫外 证实这些电池的化学性能与电极 次以上，而其他两种电池的寿命更
光中，其表面就会产生能够氧化 的结构特点密切相关。该研究为理 短。普渡大学的 Ｊｅｆｆｒｅｙ Ｇｒｅｅｌｅｙ 认
子簇的电极上形成了由纳米尺寸 的片状物组成的细颗粒膜，修饰有
氧化石墨烯（ＲＧＯ）的液相石墨烯。
百度文库
由于能量密度可达同等质量 Ａｇ９ 原子簇的电极导致了纳米棒组
ＲＧＯ 是通过化学还原氧化石墨烯 锂离子电池的 １０ 倍，锂 － 空气电 成的粗糙、环形物（约 ５００ ｎｍ 长）
而制得的，它对催化剂催化活性的 池至少在纸面上看起来非常惊人。 的产生，而修饰 Ａｇ１５ 原子簇的电极
显著提升归功于其电导率和键合 但在实践中，它们的状况并不佳， 上出现了球形纳米粒子组成的表
特性。但是，这种被高度吹捧的材 要防止这些电池快速失效，需要控 面光滑的大尺寸 （约 １ ０００ ｎｍ）环
料经不起反复使用。圣母大学的科 制充放电过程中发生的复杂的、至 形物。与 Ａｇ３、Ａｇ９ 原子簇电池大约
的效应可能超过 ＲＧＯ 的潜在环境 前开发的分子束方法，研究人员用
石墨烯的标志性化学稳定性 效益。加拿大阿尔伯塔大学的纳米 一定尺寸的具有催化活性的银金
使这种超薄碳成为催化和能源研 化学和材料化学专家认为该研究 属原子簇（由 ３ 个、９ 个或 １５ 个银
究领域的理想载体材料。但是，最 非常重要，它清楚地表明，使用石 原子组成）对电极进行了修饰。最