Grüne Synthese von Graphenoxid durch elektrolytische Oxidation von Wasser im Sekundenmaßstab

Graphenoxid wird stark nachgefragt für den Druck elektronischer Geräte, Katalyse, Energiespeicherung, Trennmembranen, Biomedizin und Komposite. Die derzeitigen Synthesemethoden basieren jedoch auf den Reaktionen von Graphit mit gemischten starken Oxidationsmitteln, die ein Explosionsrisiko, schwere Umweltverschmutzung und lange Reaktionszeiten von bis zu mehreren Hundert Stunden mit sich bringen. Hier berichten wir über eine skalierbare, sichere und grüne Methode zur Synthese von Graphenoxid mit hohem Ertrag, die auf der elektrolytischen Oxidation von Graphit in Wasser basiert. Das Graphitgitter wird in unserer elektrochemischen Oxidationsreaktion innerhalb weniger Sekunden vollständig oxidiert, und das gewonnene Graphenoxid ähnelt dem, das durch die gegenwärtigen Methoden erzielt wird. Wir diskutieren auch den Synthesemechanismus und demonstrieren die kontinuierliche und kontrollierte Synthese von Graphenoxid sowie dessen Verwendung für transparente leitfähige Folien, starke Papiere und ultraleichte elastische Aerogele.