Grazie alle sue eccellenti proprietà elettriche, termiche e meccaniche, il grafene ha ampie prospettive di applicazione nella scienza dei materiali, nell'energia e nella biomedicina. Attualmente, il metodo di preparazione della polvere di grafene è il metodo redox chimico comunemente usato. Nel processo di riduzione dell'ossido di grafene, i principali agenti riducenti selezionati sono idrazina idrato e suoi derivati, NaBH ₄ , p-fenilendiammina, composti contenenti zolfo, ecc. La maggior parte degli agenti riducenti è tossica ed esplosiva, il che non favorisce la produzione su larga scala produzione. Guo Shouwu e altri hanno proposto che la vitamina C sia un efficace agente riducente, ma il prezzo relativamente alto della vitamina C limita la produzione su larga scala di grafene. Pertanto, Ma Qi et al. proposto un metodo di preparazione del grafene utilizzando guanidina cloridrato come agente riducente, come segue:

(1) Aggiungere l'ossido di grafite all'acqua bidistillata, trattare con un distruttore cellulare per 20-90 minuti, quindi continuare il trattamento ad ultrasuoni con gli ultrasuoni per 10-60 minuti per ottenere una dispersione di ossido di grafene uniformemente dispersa. La concentrazione della dispersione di ossido di grafene è preferibilmente 0,1-10 mg/mL.

(2) Aggiungere un polimero solubile ad alto contenuto molecolare (polivinilpirrolidone, poliacrilammide, alcol polivinilico, polietilenglicole, idrossimetilcellulosa, acido poliacrilico) alla dispersione di ossido di grafene. La concentrazione di massa del polimero ad alto contenuto molecolare nella soluzione mista è 0,01-0,1 mg/ ml, e la soluzione mista di polimero ad alto peso molecolare e ossido di grafene si ottiene dopo dispersione ultrasonica per 5-30 minuti.

(3) Aggiungere guanidina cloridrato alla soluzione mista ottenuta al punto (2). Il rapporto di massa tra guanidina cloridrato e ossido di grafene è 10:1-100:1. Allo stesso tempo, aggiungere la soluzione alcalina (la soluzione alcalina è selezionata dalla percentuale di massa 10%-28% di acqua di ammoniaca, soluzione di NaOH 0,1-5mol/L, soluzione di KOH 0,1-5mol/L) regolare il pH a 8-12, posizionarlo in un bagno d'olio e agitare la reazione, la temperatura del bagno d'olio è 60-100 ℃, il tempo di reazione è di 1-5 ore, quindi centrifugato e lavato per ottenere grafene solubile in acqua.

Il processo di preparazione è semplice, i requisiti dell'attrezzatura sono bassi e il grafene si prepara facilmente in grandi quantità. La presenza di polimeri solubili ad alto peso molecolare migliora notevolmente la solubilità in acqua del grafene e allo stesso tempo facilita l'ulteriore preparazione dei film di grafene. La guanidina cloridrato viene utilizzata come agente riducente per preparare il grafene che può essere disperso stabilmente in una soluzione acquosa e il grafene così preparato può essere utilizzato per costruire sensori e dispositivi elettrici.

Riferimenti