Role of anions on electrochemical exfoliation of graphite into graphene in aqueous acids

石墨烯 石墨 剥脱关节 无机化学 电化学 材料科学 插层(化学) 循环伏安法 电解质 水溶液 化学工程 化学 电极 纳米技术 有机化学 复合材料 物理化学 工程类
作者
Hoyoung Lee,Ji Il Choi,Jinho Park,Seung Soon Jang,Seung Woo Lee
出处
期刊:Carbon [Elsevier BV]
卷期号:167: 816-825 被引量:65
标识
DOI:10.1016/j.carbon.2020.06.044
摘要

Anodic electrochemical exfoliation of graphite is one of the promising methods for the fast production of graphene with moderate quality at low cost. Sulfate-containing aqueous solutions have been identified as the most efficient electrolyte condition for anionic exfoliation process of graphite into graphene. However, the origin of the high exfoliation efficiency of sulfate-containing electrolytes remains unanswered. In this study, we study the role of anions in anodic exfoliation of graphite by comparing different dilute acid systems (sulfuric, nitric, phosphoric, and hydrochloric acids). Using the combination of in-situ mass spectrometer, cyclic voltammetry, and density functional theory computation modeling, we reveal that only the sulfate anions allows reversible intercalation behavior upon cycling voltammetry cycles, probably due to the highest repulsive binding energy between graphene sheets compared to those of other anions. Therefore, the easy access of sulfate anion into the graphite layer facilitates the diffusion of water molecules into the bulk of the graphite during the anodic process, and the subsequent water oxidation enables efficient exfoliation of graphite into graphene. These results highlight the importance of understanding the interactions between electrolyte ion and graphite for the electrochemical manufacturing of graphene.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
姜姜姜完成签到,获得积分10
刚刚
NexusExplorer应助makimaki采纳,获得10
刚刚
刚刚
田様应助坚定的雪枫采纳,获得10
刚刚
田田田田完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
天天开心发布了新的文献求助10
刚刚
渠建武发布了新的文献求助10
1秒前
无私的朝雪完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
赘婿应助娄某采纳,获得10
2秒前
年轻的孤晴完成签到 ,获得积分10
2秒前
文昌帝君的小宝贝完成签到 ,获得积分10
4秒前
胡大笑哈哈哈完成签到 ,获得积分10
4秒前
幸福的独人士完成签到,获得积分10
4秒前
谢代豪发布了新的文献求助10
4秒前
meng完成签到 ,获得积分10
4秒前
清风煮酒完成签到,获得积分10
5秒前
Fancy发布了新的文献求助10
5秒前
sin完成签到,获得积分10
6秒前
Lin发布了新的文献求助150
6秒前
庄海棠发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
桐桐应助zike采纳,获得10
7秒前
科研通AI6.1应助Mr采纳,获得10
7秒前
8秒前
9秒前
10秒前
10秒前
CC完成签到,获得积分10
10秒前
充电宝应助独特亦旋采纳,获得10
10秒前
10秒前
棍棍来也发布了新的文献求助10
10秒前
醉爱天下发布了新的文献求助10
11秒前
帅帅完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
小靖哥哥发布了新的文献求助10
12秒前
麦兜完成签到,获得积分10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 2000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6391821
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8207166
关于积分的说明 17372406
捐赠科研通 5445362
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2878969
邀请新用户注册赠送积分活动 1855386
关于科研通互助平台的介绍 1698555