基於γ射線輻照一步製備氟化石墨烯的方法

2023-06-12 11:26:36

基於γ射線輻照一步製備氟化石墨烯的方法
【專利摘要】一種基於γ射線輻照一步製備氟化石墨烯的方法，即採用γ射線對含CF4氣體氛圍中的石墨烯進行輻照處理，得到氟化石墨烯產物。本發明方法是利用γ射線粒子能量高、穿透力強的特點，使CF4氣體與石墨烯在γ射線輻照下發生接枝反應，從而得到氟化石墨烯。本發明方法操作過程簡單、成本低廉，綠色環保，可實現工業化批量生產。
【專利說明】基於Y射線輻照一步製備氟化石墨烯的方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬於無機碳材料改性領域，特別是涉及一種υ射線輻照一步製備氟化石 墨烯的方法。

【背景技術】
[0002] 石墨烯是一種新型二維平面納米材料，它是由一層密集的、包裹在蜂巢晶體點陣 上的碳原子組成，是世界上最薄的二維材料，其厚度僅為0. 35nm，比表面積高達2600m2/g， 這種特殊結構蘊含了豐富而新奇的物理現象，使石墨烯表現出許多優異性質。例如，石墨烯 的強度是已測試材料中最高的，是鋼的100多倍；其載流子遷移率是目前已知的具有最高 遷移率的銻化銦材料的兩倍；其熱導率是金剛石的3倍；而且還具有室溫量子霍爾效應及 室溫鐵磁性等特殊性質。
[0003] 但石墨烯是零帶隙的半導體材料，需打開其帶隙以擴展其應用範圍。目前研究都 發現對石墨烯進行氟化可打開其帶隙，得到氟化石墨烯。氟化石墨烯是一種機械強度高，化 學和熱學性能穩定的納米材料。這種新材料性能非常類似聚四氟乙烯，通常稱之為二維聚 四氟乙烯。然而，如何方便的得到氟化石墨烯是目前的一個難題。一般方法如電化學法、等 離子體處理等方法氟化效果具有時效性，且工藝繁瑣難以應用到大規模的工業生產。Y射 線作為一種能有效改性石墨烯結構與性能的方法，能使石墨烯內部的共價鍵打開，接枝上 異質元素，同時該方法還具有改性均勻、穿透性強、綠色、低成本等優勢，可以用來大規模製 備氟化石墨烯。


【發明內容】

[0004] 為了解決上述問題，本發明的目的在於提供一種操作過程簡單、成本低廉的基於 Y射線輻照一步製備氟化石墨烯的方法。
[0005] 基於Y射線輻照一步製備氟化石墨烯的方法，即採用Y射線在含CF4的氣體中 輻照石墨烯，得到氟化石墨烯產物。
[0006] 含CF4的混合氣體中CF4氣體體積含量為20 %?100 %。
[0007] 將石墨烯置於6°Co的輻照源室內，輻照處理溫度為0?80°C，輻照劑量率為 0· 6X103Gy/h ?4X103Gy/h，輻照劑量為 lX104Gy ?5X105Gy。
[0008] 本發明提供的基於Y射線輻照一步製備氟化石墨烯的方法是利用Y射線粒子能 量高、穿透力強的特點，使插層進入石墨烯層間的CF 4與石墨烯發生接枝反應，從而形成氟 化石墨烯。本發明方法具有操作過程簡單、成本低廉，綠色環保等優點，可實現工業化批量 生產。 具體實施方案
[0009] 下面結合具體實施例對本發明提供的基於Y射線輻照一步製備氟化石墨烯的方 法進行詳細說明。
【權利要求】
1. 一種基於Y射線輻照一步製備氟化石墨烯的方法，其特徵在於：採用Y射線在含 cf4氣體的氛圍中輻照石墨烯，得到氟化石墨烯產物。
2. 根據權利要求1所述的基於Y射線輻照一步製備氟化石墨烯的方法，其特徵在於： 混合氣體中CF4氣體體積含量為20 %?100 %。
3. 根據權利要求1所述的基於Y射線輻照一步製備氟化石墨烯的方法，其特徵在於： 石墨烯置於6°Co的輻照源室內，輻照處理溫度為0?80°C，輻照劑量率為0. 6 X 103Gy/h? 4X103Gy/h，輻照劑量為 lX104Gy ?5X105Gy。
【文檔編號】C01B31/04GK104098093SQ201410385041
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年8月1日 優先權日:2014年8月1日
【發明者】徐志偉, 吳凡, 吳騰飛, 陳磊, 周寶明, 石睫, 李靜, 馬美君 申請人:天津工業大學