氟化石墨烯，即氟原子连接到石墨烯片层的碳原子上，使石墨烯部分氟化或全部氟化的产物，是一种重要的新型石墨烯衍生物，不仅保留了石墨烯独特的二维结构，又由于氟原子的引入使其具有表面能降低、疏水性增强及带隙宽等新颖的界面和物理化学性能，同时还具有耐高温、耐腐蚀性、耐摩擦性、化学性质稳定和优异的润滑性。

本期小丰整理了3篇氟化石墨烯的最新研究进展，一起看下吧~

Carbon

用于多功能电子封装的自排列氟化石墨烯提高复合涂层的防腐性能

氟化石墨烯（FG）因其疏水性和电绝缘性能被认为是增强聚合物纳米复合材料防腐蚀性能的理想填料。先进防腐设计的一个关键目标是创建一种FG片堆叠和对齐的结构，形成超长、迂回的路径，以阻止活性腐蚀物质的扩散。然而，在聚合物基质内实现FG的高度排列一直是个挑战。

近期Carbon报道研究人员合成了一种自排列FG并将其应用于铜防腐涂层的新方法，可满足工业加工的要求。

研究人员使用简便的水热法生产出均匀性好和氟化率高的FG ，然后通过电泳沉积方法将FG片排列在聚氨酯 (PU) 基质中，以在铜上形成防腐涂层。电泳沉积（EPD）可以将带负电的FG和聚合物沉积到正极表面上，形成具有优异的防铜耐腐蚀性和高效散热性的保护涂层。调整电泳参数可精确控制涂层的厚度和表面形貌。此外，通过在纳米片中感应扭矩，EPD可以在复合涂层中创建单向排列的FG结构。

测试结果表明，优化后的涂层对铜表现出出色的耐腐蚀性，在 3.5wt% NaCl溶液中的稳定腐蚀速率为4.0×10μm/年。此外，与原始PU相比，FG复合涂层增强了PU的导热性，导热效率提高了97%，同时还提供了高电阻，这导致28 kV/cm的高击穿电场和1.32×10 A/cm的极低电流密度，对于电子封装非常有利。

这种多功能涂层符合大规模生产、均匀性和可控厚度的工业标准，为改进防腐保护涂层提供了一种有前景的方法。

文献名称：Advancing anti-corrosion performance of composite coating: Self-aligned fluorinated graphene for multifunctional electronic packaging

DOI: 10.1016/j.carbon.2024.119368

Composites Science and Technology

氟化石墨烯@CeO2表面富集增强环氧树脂的抗紫外线老化性能

环氧树脂因其优异的机械和绝缘性能而广泛应用于电气设备制造中。然而，户外环氧树脂材料由于长时间暴露在紫外线 (UV) 辐射下，会逐渐发生变色、发黄等问题，还会降低其机械性能，大大缩短了使用寿命。开发能够从表面持续释放的防紫外线材料对于延长户外环氧树脂绝缘材料的使用寿命至关重要。

近日，Composites Science and Technology报道研究人员采用原位生长方法合成了氟化石墨烯@CeO2（FGO@CeO2）复合材料，并将其作为填料掺入环氧树脂中以提高其抗紫外线老化性能。

研究发现，紫外辐射使FGO@CeO2填料在环氧树脂表面富集并持续释放，产生吸收紫外光的保护层，实现了紫外热转换。FGO@CeO2的引入在环氧树脂内诱导n→π*电子跃迁并降低电子激发阈值，扩大了紫外光谱吸收带并增强紫外吸收强度，实现了UVA（320~400nm）波段的高效吸收，提高了环氧树脂在强紫外线辐射的户外环境中的使用寿命。

与原始环氧树脂相比，改性后环氧树脂的紫外线吸收能力增加了785%。经过300小时的紫外线照射后，光热温升比纯环氧树脂高13.67±2°C。

该项工作为延长户外环氧树脂绝缘材料的使用寿命提供了可以借鉴的方法。

文献名称：Enhanced ultraviolet aging resistance of epoxy resins through surface enrichment achieved by fluorinated graphene oxide@CeO2

链接：DOI: 10.1016/j.compscitech.2024.110655

FlatChem

用于对称超级电容器器件的氟化还原氧化石墨烯纳米片

近年来，动力锂离子电池的数量呈现指数级增长。然而，随着这些电池的使用寿命结束，退役锂离子电池所带来的问题日益凸显。其中，退役正极石墨的回收工作引起了广泛关注。研究发现，杂原子掺杂的石墨烯具有独特的结构、优异的电化学性能和可调的电化学存储性能，有望作为高效的电能存储器件。

近日，FlatChem报道研究人员利用锂离子电池退役正极石墨通过简单的再生过程制备出氟掺杂还原氧化石墨烯纳米片，并将其用于对称超级电容器（SC）器件。

在该项工作中，研究人员使用改进的Hummer方法用回收阳极中的石墨制备氧化石墨烯，随后在氩气惰性环境的管式炉还原得到RGO，并利用简单的水热技术合成了氟化石墨烯F-RGO。能量色散光谱（EDS）光谱分析显示，石墨烯纳米片氟化成功，氟原子含量2.94at.% 。进一步的电化学测试显示，F-RGO得到了具有EDLC行为的CV曲线和Rct值为8.63Ω的奈奎斯特图阻抗。

此外，在三电极结构下，F-RGO电极在1 A/g的电流密度下实现了207F/g的最大比电容。采用 F-RGO电极组装的对称超级电容器在电流密度为1 A/g时表现出54F/g的比电容。值得注意的是，电化学阻抗测量表明电荷转移电阻(Rct)值较低，F-RGO的数值仅为8.63Ω，这表明电化学性能得到改善。

该项研究表明，氟原子掺杂有助于提高F-RGO的比电容和整体优异的电化学性能，并且F-RGO可作为对称超级电容器高性能储能电极的高电化学活性材料。

文献名称：Fluorinated reduced graphene oxide nanosheets for symmetric supercapacitor device performance

DOI: 10.1016/j.flatc.2024.100757

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