图1. 石墨烯构筑富勒烯、碳纳米管以及石墨的示意图[1]

化学-氧化还原法的制备过程为石墨片层经化学插层、氧化以及剥离得到氧化石墨烯后，再经过还原处理得到去除大量含氧官能团的还原氧化石墨烯，其中氧化石墨烯制备的工艺原理主要为Hummers法（如图2所示）。氧化石墨烯作为化学氧化-还原法制备石墨烯的核心产品，可以作为多种应用产品的前驱体，生产石墨烯导热膜、石墨烯导电剂、石墨烯压力传感器等。

氧化石墨烯的规模生产是石墨烯产品应用的重要基础和先决条件，其品质决定了石墨烯应用产品的性能。墨睿科技目前具备使用化学-氧化还原法生产高品质氧化石墨烯能力，产能高达1000吨/年，处于国内领先水平。在此基础上，墨睿科技不断改进工艺，调控石墨烯的品质，实现定制化生产氧化石墨烯，以满足下游不同的应用场景需求。品质调控主要可分为片层尺寸、厚度大小、官能团（碳氧比）含量以及片层完整性控制。图3.大、小片径氧化石墨烯SEM图

另外，墨睿科技研发团队成功实现了可控调节氧含量的氧化石墨烯的量产工艺，结果如图5所示。自氧化石墨烯首次合成以来，关于其官能团组成的讨论就从未停息，现在被广泛认可的是Lerf-klinowski模型，其中包含了层羟基、环氧基等基团以及边缘上的羧基、羰基和酯基等基团。其含量的控制主要是依靠制备过程中选择不同体系的氧化剂组成来实现。由6种氧化石墨烯材料的XPS表征可知，研发团队已经可以对氧化石墨烯的氧含量进行精确调控。由于氧含量的差异直接影响氧化石墨烯的化学性质与缺陷密度，后端应用可以针对最终产物的特性（如官能团种类、分子结构等），选择不同氧含量的氧化石墨烯。

氧化石墨烯片层的完整性也是决定氧化石墨烯品质的重要因素，由于液相氧化剥离反应强度较高，经简单化学还原后的石墨烯表面会出现大量孔洞，难以修复成完美的石墨烯结构，被称为永久性缺陷。在不同种类的含氧官能团中，羧基和羰基一般认为位于氧化石墨烯面内缺陷孔洞或边缘位置，其含量反映了石墨烯的永久缺陷含量。墨睿科技通过自主研发成功实现了完整片层结构的氧化石墨烯的量产，结果如图6所示，X射线光电子能谱（XPS）的碳C1s峰结构拟合后认为是四种碳原子键，即C-C/C=C (284.8 eV)，C-O-C/C-OH (286.8 eV)，C=O (287.8 eV)，O-C=O (289.0 eV)。通过计算得到羧基和羰基含量为2.7%、环氧基以及羟基含量为54.5%，这意味着该氧化石墨烯材料具有较为完整的石墨烯共轭结构。

综上所述，墨睿科技通过“学研产用”四极融合的产品开发模式，不仅实现了氧化石墨烯生产的规模化，还针对下游产品需求调控尺寸与氧含量等指标，实现了氧化石墨烯品质的定制化，为更多石墨烯拳头型应用产品奠定了基础。墨睿科技以定制化石墨烯生产为核心，助力开拓石墨烯应用新未来！参考文献

[2] Dimiev A M, Tour J M. Mechanism of graphene oxide formation. ACS Nano, 2014, 8: 3060-3068.