如何制备“亲水性”石墨烯？

石墨烯独特的二维、单原子层、连续共轭结构使其具有许多特有的性能，包括杰出的导电性和极高的载流子迁移速率、出色的导热性、高度透光性、高力学强度和模量以及巨大的比表面积。

迄今为止，制备石墨烯的方法有很多，如化学气相沉积法、液相剥离法、氧化还原法等。其中，氧化还原法操作简单，被认为是大规模制备石墨烯的有效方法。氧化还原法制备的石墨烯大多数是以Hummer法制备的氧化石墨烯作为原料进行还原得到的。

氧化石墨烯表面上含有多种含氧官能团(如羟基、羧基、环氧基等)，这些官能团的数目、种类和分布位置都具有很强的随机性，这使得氧化石墨烯的还原过程变得很复杂。但是，这也为石墨烯的改性创造了机会。

石墨烯具有疏水性的表面和低极性的碳骨架，这造成其易聚集、难溶于水。因此，提高石墨烯在水中的分散性对于开发石墨烯复合材料有重要作用。目前为止，亲水性石墨烯一般是利用含有水溶性基团(磺酸基、羟基、羧基和氨基等)的改性剂先对氧化石墨烯改性后还原制备得到的。

其中，磺化改性不但能够保持石墨烯固有的特性，还可以增加石墨烯的分散性。然而，磺化改性石墨烯必须再用还原剂进行预还原或还原后处理才能得到，这样导致合成过程至少需要两步或更多反应步骤。此外，所采用的还原剂大部分具有毒性，这不仅增加了废液处理的难度，更是对石墨烯后续应用带来负面影响。

那么，如何节省工艺条件，并避免有毒还原剂的使用，最终大规模制备亲水性石墨烯？在由中国粉体网，江苏省纳米技术产业创新中心联合主办的“2019第二届低维碳纳米材料制备及应用技术高峰论坛”（2019年6月4-5日，苏州）上，来自北京化工大学的毋伟教授届时将会为大家带来题为《亲水性石墨烯的制备及应用》的精彩报告。