印度理工学院巴特那校区Anup Kumar Keshri课题组--超快，无化学，量产高质量剥离石墨烯

随着石墨烯商业化的发展，大规模生产高质量的石墨烯薄片至关重要。这里，报道了报道了一种超快和可扩展的策略，直接将石墨剥离成高质量的石墨烯（公斤级），并且对单层具有高选择性，在该过程中无需使用任何插层剂，化学药品或溶剂。使用等离子喷涂技术剥离石墨获得石墨烯，对单层选择性高达〜85％，产率高达48克/小时。剥落的石墨烯几乎没有基底缺陷（Id/Ig=0），并且具有高质量（C/O比=21.2，sp2％：〜95％），表明结构比较完美。此结果可重现，表明该方案的熟练程度。该工作提供了等离子喷涂剥落的石墨烯的几种概念验证，以证明其在机械加固，无摩擦的透明导电涂层，和能量存储设备等方面中的应用。

Figure 1. （a）等离子喷涂剥落石墨烯的照片。石墨烯在（b）有机溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP）和（c）二甲基甲酰胺（DMF）中的分散。（d，e）剥离的石墨烯和石墨的X射线衍射（XRD）和拉曼光谱。（f）SEM图。（g）石墨烯的氮吸附/解吸等温线。

Figure 2. （a-p）单层石墨烯和双层石墨烯在不同放大倍率下的TEM图，对应的SAED模式，以及AFM图。（q）图p中沿绿色虚线方向的高度情况。（r）石墨烯薄片的厚度情况。（t）石墨烯片的低倍SEM图像。

Figure 3. 石墨烯薄片的（a）拉曼光谱，由拉曼图衍生的（b）G和（c）D波段强度。（d）中部和（e）边缘收集的拉曼光谱。（f）石墨烯的 XPS光谱。（g）C 1s XPS光谱。（h）GO，rGO，电化学剥离石墨烯（EcG），液相剥离石墨烯（LPEG），化学气相生长石墨烯（CVD）中sp2和C含量进行比较。

Figure 4. （a）等离子功率与温度的关系图，以及（b）主气体流速与飞行中速度的关系图。（c）石墨剥落机理示意图。（d）图c部分的等离子羽流层流区域的放大图。（e）湍流区域的放大图。

该研究工作由印度理工学院巴特那校区Anup Kumar Keshri课题组，于2020年发表在ACS Nano期刊上。原文：Ultra-Fast, Chemical-Free, Mass Production of High Quality Exfoliated Graphene。