本文要点：

高分散氟化石墨烯的绿色制备和非共价功能化

成果简介

氟化石墨烯是一种稳定的石墨烯衍生物，近年来引起了极大的研究兴趣。氟化石墨烯不仅继承了石墨烯的优异机械性能，而且还由于氟原子的引入使氟化石墨烯具备了良好的分散性、宽能隙、高热稳定性、高绝缘性等一系列性能。当前制备氟化石墨烯的最主要途径有化学氟化和物理剥离两种。然而这些方法存在工艺复杂、对环境污染严重、剥离效率低、剥离后所得的氟化石墨烯浓度低等问题，因此，实现高分散氟化石墨烯的绿色高效制备和功能化已成为二维纳米材料的重要研究方向。

本文，陕西科技大学宋浩杰教授团队在《ChemicalEngineeringJournal》期刊上发表名为“Large-scale,green,andhigh-efficiencyexfoliationandnoncovalentfunctionalizationoffluorinatedgraphenebyionicliquidcrystal”的论文。该研究报道了一种通过离子液晶辅助水热剥离氟化石墨并使之功能化的绿色高效的方法，并且产率可以达到48%。同时，由于氟化石墨烯和离子液晶之间的相互作用力，使非共价功能化的氟化石墨烯在水和有机溶剂中都表现出优异的分散性。此外，该氟化石墨烯分散液由于优异的分散性也可应用于水基润滑添加剂和复合薄膜的制备。

图文导读

图1.a）FG得TEM图像。

b）FG的HR-TEM图像。

c）FG的AFM图像。

d）相应的横截面轮廓。

e）FG的横向尺寸直方图。

f）FG的厚度直方图。

图2.FGi和FG的表征，包括X射线衍射（XRD），拉曼光谱，热重和红外光谱。

图3.FG分散液在水和有机溶剂的照片和相对应的紫外光谱。

图4.a）不同样品的摩擦系数曲。

b）相对应的磨痕宽度和磨损体积。

c）FG磨损表面的光学图像。

d）FG磨损表面的拉曼光谱分析。

图5.FG/PVA复合薄膜的表征。

a）薄膜表面。

b）薄膜横截面。

c）长cm60cm的复合薄膜以及折叠数次后的照片。

d）不同含量的透光率。

e）不同含量的应力-应变曲线。

小结

总之，通过离子液晶辅助水热的方法成功剥离了氟化石墨并使之功能化。离子液晶在剥离的过程中起关键作用，并且能够吸附在氟化石墨烯的表面，这对氟化石墨烯的分散很有帮助。这项工作不仅提供了一种氟化石墨烯的制备方法，还研究了氟化石墨烯分散液作为水基润滑添加剂的性能，摩擦系数相比于纯水降低了82％。此外，氟化石墨烯作为复合薄膜的填料也被成功应用。

文献：