石墨烯的研究熱潮也吸引了國(guó)內(nèi)外材料制備研究的興趣,石墨烯材料的制備方法已報(bào)道的有:機(jī)械剝離法,、化學(xué)氧化法,、晶體外延生長(zhǎng)法、化學(xué)氣相沉積法,、有機(jī)合成法和碳納米管剝離法等,。1,、微機(jī)械剝離法2004年,Geim等***用微機(jī)械剝離法,,成功地從高定向熱裂解石墨(highlyorientedpyrolyticgraphite)上剝離并觀(guān)測(cè)到單層石墨烯,。Geim研究組利用這一方法成功制備了準(zhǔn)二維石墨烯并觀(guān)測(cè)到其形貌,揭示了石墨烯二維晶體結(jié)構(gòu)存在的原因,。微機(jī)械剝離法可以制備出高質(zhì)量石墨烯,,但存在產(chǎn)率低和成本高的不足,不滿(mǎn)足工業(yè)化和規(guī)?;a(chǎn)要求,,目前只能作為實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模制備。2,、化學(xué)氣相沉積法化學(xué)氣相沉積法(ChemicalVaporDeposition,,CVD)***在規(guī)模化制備石墨烯的問(wèn)題方面有了新的突破,。CVD法是指反應(yīng)物質(zhì)在氣態(tài)條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成固態(tài)物質(zhì)沉積在加熱的固態(tài)基體表面,,進(jìn)而制得固體材料的工藝技術(shù)。麻省理工學(xué)院的Kong等,、韓國(guó)成均館大學(xué)的Hong等和普渡大學(xué)的Chen等在利用CVD法制備石墨烯,。他們使用的是一種以鎳為基片的管狀簡(jiǎn)易沉積爐,通入含碳?xì)怏w,,如:碳?xì)浠衔?,它在高溫下分解成碳原子沉積在鎳的表面,形成石墨烯,通過(guò)輕微的化學(xué)刻蝕,,使石墨烯薄膜和鎳片分離得到石墨烯薄膜。氧化石墨烯含有豐富的羥基,、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團(tuán),,更高的氧化程度,更好的剝離度,。陜西石墨烯復(fù)合材料生產(chǎn)
氧化石墨烯在聚合物基體中可以限制聚合物鏈的流動(dòng)性,,在燃燒過(guò)程中,各向異性氧化石墨烯形成碳層網(wǎng)絡(luò),,阻礙降解產(chǎn)物的逸出,。還原后石墨烯還具有較高熱導(dǎo)率,有助于燃燒區(qū)域狙擊的熱量擴(kuò)散,,因此氧化石墨烯/聚合物復(fù)合材料可用作阻燃材料,。此外,氧化石墨烯還可提高PS,、聚乙烯醇,、聚甲基丙烯酸甲酯,、聚氨酯等聚合物的耐熱性60,61。這是因?yàn)檠趸┑暮趸鶊F(tuán)與聚合物的氫鍵配位后,,使復(fù)合材料的自由離子量縮減,,進(jìn)而在一定程度上降低了復(fù)合材料的振動(dòng)頻率。研究人員通過(guò)共混法,,以氧化石墨烯和混合材料樹(shù)脂用作原材料,,進(jìn)行氧化石墨烯聚合物復(fù)合材料的制備。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)所制備的復(fù)合樹(shù)脂材料與單純的樹(shù)脂相比,,耐熱性能有了***的提升,,這無(wú)疑為耐熱材料的良好應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定的基礎(chǔ),也推動(dòng)了耐熱材料的發(fā)展62,。山東附近石墨烯復(fù)合材料生產(chǎn)企業(yè)石墨烯防腐漿料可與基體材料進(jìn)行復(fù)合,,從而賦予該材料導(dǎo)電、導(dǎo)熱,、機(jī)械增強(qiáng)的性能,。
化學(xué)氧化還原法制備石墨烯是**有希望實(shí)現(xiàn)工業(yè)化宏量生產(chǎn)的方法之一,與其它方法相比,,化學(xué)氧化還原法具有成本低廉,、工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)易,、單次產(chǎn)量比較大,、產(chǎn)品層數(shù)集中(1~3層)等諸多優(yōu)點(diǎn),但其石墨烯的sp2雜化完美結(jié)構(gòu)很難通過(guò)還原的方式完全恢復(fù),,難以得到電,、熱等方面的優(yōu)異性能[28-29].氧化石墨還原法是先用強(qiáng)氧化劑將石墨氧化,通過(guò)氧化反應(yīng)在石墨邊緣接上一些羧基,,并在石墨層間插入一些環(huán)氧基團(tuán),、羥基和酮基,使石墨層間距增大,,范德華力變小,,環(huán)氧基團(tuán)、羥基和酮基等基團(tuán)的引入有利于石墨片層的剝離.氧化石墨經(jīng)適當(dāng)?shù)某暡▌冸x處理,,得到氧化石墨烯納米片.然后再還原剝離的氧化石墨烯片,,常用的還原劑有水合肼、硼氫化鈉,、抗壞血酸,、對(duì)苯二酚等,然而這些還原劑的毒性大,,對(duì)人體和環(huán)境均易造成傷害,,因此尋找無(wú)毒,、無(wú)害的綠色還原劑或還原方式顯得尤為迫切.還原可以去除氧化石墨烯的大部分環(huán)氧基團(tuán)、羥基,、酮基,,制備出還原氧化石墨烯納米片,但氧化石墨烯邊緣的羧基很難被還原.由于強(qiáng)氧化劑的氧化作用,,氧化石墨烯雖然經(jīng)過(guò)一定的還原劑還原,,其晶格結(jié)構(gòu)得到一定的修復(fù),但很難完全還原到石墨六角蜂巢狀結(jié)構(gòu),。
對(duì)于氧化石墨烯聚合物復(fù)合材料的諸多研究結(jié)果表明,,氧化石墨烯及還原得到的石墨烯在高分子復(fù)合材料中具有的力學(xué)、電學(xué),、阻隔,、熱學(xué)等著作性能提升等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。目前復(fù)合了氧化石墨烯高分子復(fù)合材料,,已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于超級(jí)電容器,、醫(yī)療用品、耐高溫型材料制造,、阻隔薄膜以及耐低溫型材料制造等方面,,進(jìn)一步提升了復(fù)合材料的性?xún)r(jià)比甚至增添了新的功能,為石墨烯基復(fù)合材料的發(fā)展奠定了穩(wěn)定的基礎(chǔ)和提供了巨大的推動(dòng)力,。除了在有機(jī)基體材料里作為功能添加,,氧化石墨烯和石墨烯也可在無(wú)機(jī)材料體系中復(fù)合,發(fā)揮其性質(zhì)并得到相關(guān)應(yīng)用,。石墨烯的導(dǎo)熱性能優(yōu)異,,易分散,易加工,。
石墨烯材料具有強(qiáng)大的導(dǎo)電性能,,而且石墨烯是由大量的碳原子組成,以及它具有極強(qiáng)的**性,,碳原子的未成鍵π與電子之間相互作用,所以,,石墨烯材料得到了廣泛的應(yīng)用,。此外,石墨烯材料還具有其他性質(zhì),,例如:電學(xué)性質(zhì),、電子傳輸性。石墨烯電流遷移率逐漸提高,,而且其遷移率也在以光的速度來(lái)計(jì)算,,已經(jīng)達(dá)到***時(shí)期,,而且也是硒化鉛等半導(dǎo)體材料所無(wú)法比擬的。經(jīng)過(guò)對(duì)石墨烯性能的研究,,研究發(fā)現(xiàn)石墨烯材料并不均衡,,而且石墨烯的機(jī)械性能也成為了石墨烯的主要性能之一,就目前的情況而言,,石墨烯復(fù)合材料的研究已經(jīng)成為了主要研究的問(wèn)題之一,。石墨烯的出現(xiàn),使得石墨烯復(fù)合材料的強(qiáng)度有所提高,,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),,與不添加石墨烯的復(fù)合材料相比,添加了石墨烯的復(fù)合材料的強(qiáng)度遠(yuǎn)高于不添加的,,并且復(fù)合材料的強(qiáng)度可以提高二分之一甚至一倍,。此外,經(jīng)過(guò)氧化處理的石墨烯的斷裂強(qiáng)度較高,,并增強(qiáng)了石墨烯的緊密型與連接性,,想要制成石墨烯水凝膠,必須要使用經(jīng)過(guò)氧化處理過(guò)的石墨烯,。玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料顏色,、性能可根據(jù)客戶(hù)需求定制。內(nèi)蒙古石墨烯復(fù)合材料粉體
常州第六元素氧化石墨(烯)產(chǎn)能達(dá)到1400噸/年,,石墨烯粉產(chǎn)能達(dá)到100噸/年,。陜西石墨烯復(fù)合材料生產(chǎn)
目前,國(guó)內(nèi)很多機(jī)械領(lǐng)域正向智慧化方向發(fā)展,,傳感器,、數(shù)據(jù)采集、發(fā)送,、傳輸,、接收設(shè)備成為必然,但很多自動(dòng)化器件在潮濕,、雨雪天氣下具有濕滯嚴(yán)重,、電阻漂移、數(shù)據(jù)采集傳輸困難等缺陷,??紤]將氧化石墨烯應(yīng)用于機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域,可以提高數(shù)據(jù)采集,、傳輸?shù)臏?zhǔn)確性,。(2)石墨烯的制備方法有多種,其中化學(xué)氣相沉積法和氧化還原法應(yīng)用**為***,。(3)石墨烯廣泛應(yīng)用在材料化學(xué)領(lǐng)域中且優(yōu)勢(shì)明顯:如石墨烯及其衍生物是許多合成催化劑的重要組分,,廣泛應(yīng)用于化學(xué),、電化學(xué)或光學(xué)反應(yīng)的催化劑,或者作為用于加載金屬,、氧化物,、酶或其他碳納米材料的催化劑的碳質(zhì)載體,;此外,石墨烯也成為了電池材料,、無(wú)機(jī)材料、電容器的新型制備材料,。(4)目前,,國(guó)內(nèi)很多機(jī)械領(lǐng)域正向智慧化方向發(fā)展,,將氧化石墨烯應(yīng)用于機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域,,可以**提高數(shù)據(jù)采集,、傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。(5)石墨烯目前在油田化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用有了新進(jìn)展,,尤其是鉆井液降濾失劑以及納米孔隙頁(yè)巖封堵劑已經(jīng)初見(jiàn)成效,。陜西石墨烯復(fù)合材料生產(chǎn)