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基于石墨烯材料的基准测试：实际商业产品与理想石墨烯的对比

DOI：10.1088/2053-1583/aafc6e 期刊：2D Materials 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 目前有数十家工业生产商宣称销售石墨烯及相关材料（GRM），多数以固体粉末形式出售。近期商业GRM的质量受到质疑，研究人员建议采用拉曼光谱或原子力显微镜进行GRM质量控制。但这些技术需要将样品溶解于溶剂中，可能引入人为误差。我们需要一种更务实的方案——基于快速测量且无需对GRM溶解性作任何假设。为此，我们汇总了欧洲、美国和亚洲部分企业生产的商业GRM特性数据，从以下三方面进行基准测试：A）粒径尺寸；B）剥离程度；C）氧化程度，并分别与"理想石墨烯"参数及生产商宣称数据进行对比。与既往研究不同，我们明确列出了GRM生产商名称，且未将样品重新溶解于溶剂，仅采用符合工业粉末计量要求的技术手段。研究发现普遍规律：低缺陷率产品（%sp2键>95%）往往比表面积较低（<200 m2/g），而高剥离度GRM则呈现较低的sp2含量，这表明在工业层面实现无缺陷剥离GRM仍具挑战性。
作者： Alessandro Kovtun，Emanuele Treossi，Nicola Mirotta，Alessandra Scidà，Andrea Liscio，Meganne Christian，Filippo Valorosi，Alex Boschi，Robert J. Young，Costas Galiotis，Ian A. Kinloch，Vittorio Morandi，Vincenzo Palermo
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为了以适合工业应用的快速、无溶剂技术，将商用石墨烯基材料（GRM）的性能与理想石墨烯及生产商宣称进行基准对比。

研究成果

该研究成功采用工业兼容技术对商用石墨烯材料(GRM)进行了基准测试，发现高剥离程度往往与缺陷增多相关。剥离等级与横向尺寸之间未发现统计学关联。这些方法为标准化GRM表征提供了框架，有助于根据应用需求进行工业筛选。未来工作应扩展至更多产品并优化技术以实现更广泛应用。

研究不足

该研究仅聚焦于粉末形态的石墨烯相关材料（GRM），排除了墨水、薄膜及化学气相沉积（CVD）生长的材料。样本量仅限12种产品，未涵盖所有市售GRM。X射线光电子能谱（XPS）等技术存在表面检测灵敏度局限，激光散射法（LS）对颗粒形状的假设可能无法完美呈现二维薄片特性。本次基准测试属于原理验证，未必覆盖所有工业应用场景。

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