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Nano Research

Article Title

Microwave synthesis of large few-layer graphene sheets in aqueous solution of ammonia

Authors

Izabela Janowska, Laboratoire des Matériaux, Surfaces et Procédés pour la Catalyse (LMSPC), UMR7515 CNRS-Université de Strasbourg 25, rue Becquerel, 67087 Strasbourg Cedex 08, France
Kambiz Chizari, Laboratoire des Matériaux, Surfaces et Procédés pour la Catalyse (LMSPC), UMR7515 CNRS-Université de Strasbourg 25, rue Becquerel, 67087 Strasbourg Cedex 08, France
Ovidiu Ersen, Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), UMR7504 CNRS-Université de Strasbourg 23, rue du Loess, 67037 Strasbourg Cedex 02, France
Spyridon Zafeiratos, Laboratoire des Matériaux, Surfaces et Procédés pour la Catalyse (LMSPC), UMR7515 CNRS-Université de Strasbourg 25, rue Becquerel, 67087 Strasbourg Cedex 08, France
Driss Soubane, Laboratoire des Matériaux, Surfaces et Procédés pour la Catalyse (LMSPC), UMR7515 CNRS-Université de Strasbourg 25, rue Becquerel, 67087 Strasbourg Cedex 08, France
Victor Da Costa, Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), UMR7504 CNRS-Université de Strasbourg 23, rue du Loess, 67037 Strasbourg Cedex 02, France
Virginie Speisser, Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), UMR7504 CNRS-Université de Strasbourg 23, rue du Loess, 67037 Strasbourg Cedex 02, France
Christine Boeglin, Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), UMR7504 CNRS-Université de Strasbourg 23, rue du Loess, 67037 Strasbourg Cedex 02, France
Matthieu Houllé, Laboratoire des Matériaux, Surfaces et Procédés pour la Catalyse (LMSPC), UMR7515 CNRS-Université de Strasbourg 25, rue Becquerel, 67087 Strasbourg Cedex 08, France
Dominique Bégin, Laboratoire des Matériaux, Surfaces et Procédés pour la Catalyse (LMSPC), UMR7515 CNRS-Université de Strasbourg 25, rue Becquerel, 67087 Strasbourg Cedex 08, France
Dominique Plee, Arkema, Groupement de Recherche de Lacq (GRL), BP 34, 64170 LACQ, France
Marc-Jacques Ledoux, Laboratoire des Matériaux, Surfaces et Procédés pour la Catalyse (LMSPC), UMR7515 CNRS-Université de Strasbourg 25, rue Becquerel, 67087 Strasbourg Cedex 08, France
Cuong Pham-Huu, Laboratoire des Matériaux, Surfaces et Procédés pour la Catalyse (LMSPC), UMR7515 CNRS-Université de Strasbourg 25, rue Becquerel, 67087 Strasbourg Cedex 08, France

Keywords

Graphene, transmission electron microscopy (TEM), expanded graphite exfoliation, microwaves

Abstract

Few-layer graphene (FLG) sheets with sizes exceeding several micrometers have been synthesized by exfoliation of expanded graphite in aqueous solution of ammonia under microwave irradiation, with an overall yield approaching 8 wt.%. Transmission electron microscopy (in bright-field and dark-field modes) together with electron diffraction patterns and atomic force microscopy confirmed that this graphene material consisted mostly of mono-, bi- or few-layer graphene (less than ten layers). The high degree of surface reduction was confirmed by X-ray photoelectron and infrared spectroscopies. In addition, the high stability of the FLG in the liquid medium facilitates the deposition of the graphene material onto several substrates via low-cost solution-phase processing techniques, opening the way to subsequent applications of the material.

Graphical Abstract

Publisher

Tsinghua University Press

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