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    氟化石墨烯作為石墨烯的新型衍生物，既保持了石墨烯高強度的性能，又因氟原子的引入帶來了表面能降低、疏水性增強及帶隙展寬等新穎的界面和物理化學性能。同時，氟化石墨烯耐高溫、化學性質穩(wěn)定，表現(xiàn)出類似聚四氟乙烯的性質，被稱之為“二維特氟龍”。氟化石墨烯這些獨特的性能表明其將在界面、新型納米電子器件、潤滑材料等領域具有廣泛的應用前景。

    目前，常規(guī)合成氟化石墨烯的方法是采用XeF2等氟化劑對利用微機械剝離或者化學氣相沉積制備的石墨烯進行氟化。然而，昂貴、劇毒性氟化試劑的使用，極大地限制了此法的廣泛應用。在中科院“百人計劃”、國家自然科學基金和甘肅省杰出青年基金項目支持下，固體潤滑國家重點實驗室王金清研究員課題組在氟化石墨烯的合成方面開展了一系列研究工作，取得了較好的研究結果。

    該研究小組利用商業(yè)化的氟化石墨為原料，采用廉價的N-甲基吡咯烷酮為插層試劑通過簡單的熱和超聲處理，實現(xiàn)了較高質量氟化石墨烯的制備。研究中發(fā)現(xiàn)超聲對氟化石墨烯中的氟含量具有調節(jié)作用，同時對氟化石墨烯的一些物理化學性能進行了較為系統(tǒng)地研究。相關研究結果發(fā)表在近期出版的Journal of Materials Chemistry (2012, 22, 16950-16956)。

剝離法制備氟化石墨烯的過程示意圖

所得氟化石墨烯的TEM、HR-TEM、EDX以及SAED圖

    同時，該研究小組還以氧化石墨烯和氟化氫為原料，通過水熱反應同樣實現(xiàn)了高質量、氟化程度可調的氟化石墨烯的制備。對所得的氟化石墨烯的電導、帶隙性質等進行了研究，并通過拉曼光譜分析提出了一種可能的氟化反應機制。相關研究結果將發(fā)表在近期出版的Carbon (DOI: 10.1016/j.carbon.2012.07.026)。

 (a-d) 氧化石墨烯、水熱還原石墨烯和水熱氟化石墨烯的XPS全譜及其C1s分譜；(e) 氧化石墨烯、水熱還原石墨烯和水熱氟化石墨烯的XRD圖。