石墨烯分散剂的种类与石墨烯粉体分散性的关系

石墨烯分散剂的种类与石墨烯粉体分散性的关系
石墨烯具有优异的力学、电学、磁学、热学及光学等性能，其本身结构为正六边形碳环在平面内无限拓展延伸构成具有稳定的力学性能以及电学性能，石墨烯的强度可达钢材强度的 100倍，硬度可与金刚石媲美石墨烯表面电子迁移率可达2×10五次方cm²/（V·S），远高于金属铜的导电性，但是石墨烯极易团聚，而且很难分散，如何解决呢？
为什么石墨烯难稳定分散？
石墨烯二维材料的厚度只有几个纳米，具有纳米材料颗粒之间高强的吸附性能，故很难被完全分散开，且由于纯碳材料所固有的疏水性，使得石墨烯不能够充分分散在其他材料中，这极大地限制了材料性能的发挥，因此如何将其分散成为石墨烯应用的一个瓶颈。

目前石墨烯的各类合成技术都已经成熟，关键是石墨烯材料难以在其他基体中分散，是制约其大规模应用的难点。

没有大规模应用，石墨烯就没有发展的动力。

为响应国家环保的号召，这里主要介绍分散剂石墨烯在水性体系中的应用及分散。

介绍分散剂类型对石墨烯水分散性的影响
1、离子型表面活性剂对石墨烯分散性的影响
表面活性剂大体可分为离子型与非离子型，且离子型表面活性剂最为常见。

例如：阴离子型表面活性剂十
二烷基苯磺酸钠( SDBS）在溶液中可以使石墨烯具有良好的分散性，但是阴离子表面活性剂在电解质溶液中有
不稳定的缺点；对比多种离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂在酸性溶液与碱性溶液中的分散性能，结果
表明，非离子型表面活性剂对溶液酸碱性并不是很敏感，如 Brij700的分散效果几乎没有变化，并且在分散剂掺量较高的情况下区别更小。

相反，离子型表面活性剂表现出了对酸性较为敏感的特性，很多在碱性溶液中分散
效果良好的分散剂，在酸性环境中几乎没有分散效果，其典型代表有 1芘丁酸、脱氧胆酸钠、SDBS 等，在实际由石墨烯制备复合材料时，分散剂的选取与溶液的酸碱性关系很大。

2、非离子型表面活性剂对石墨烯分散性的影响
PVP是一种高分子聚合物，也是一种非离子表面活性剂，PVP作为石墨烯的分散液具有非常好的效果，当PVP溶液为 10mg/ mL时，可分散石墨烯的浓度达到最大。

该种分散剂可吸附于石墨烯表面，形成覆盖层，从
而阻止石墨烯之间发生接触团聚；该种分散剂对石墨烯在有机溶剂如 DMF、NMP、乙醇中的分散效果，结果表
明，PVP在高温约 100℃以及低 pH约为 2的条件下仍可使石墨烯溶液保持稳定，相比于其他表面活性剂来说该活性剂具有很明显的优势，相对分子质量越小的 PVP所具有分散效果越好
3、展望
有关石墨烯水分散方法的研究，目前已经有了一定进展，每种方法都有各自的优缺点，没有缺陷的石墨烯
很难实现在水中的分散，而当通过一定方法，如增稠剂、分散剂等，都会或多或少引入一些缺陷或其他官能团。

另外，分散剂吸附在石墨烯表面也会影响到其工作性能的发挥，比如降低其原有的导电性能等。

制备高浓度的
石墨烯溶液还很困难，希望随着研究的不断深入这些问题能够得到很好的解决。