化學(xué)氧化還原法制備石墨烯是**有希望實現(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,、工藝簡單,、生產(chǎn)設(shè)備簡易,、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,但其石墨烯的sp2雜化完美結(jié)構(gòu)很難通過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氧化劑將石墨氧化,通過氧化反應(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,、羥基和酮基,使石墨層間距增大,,范德華力變小,環(huán)氧基團,、羥基和酮基等基團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、對苯二酚等,,然而這些還原劑的毒性大,,對人體和環(huán)境均易造成傷害,因此尋找無毒,、無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,、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.由于強氧化劑的氧化作用,氧化石墨烯雖然經(jīng)過一定的還原劑還原,,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)。 常州第六元素擁有氧化石墨的高效純化技術(shù),。福建合成石墨烯復(fù)合材料商家
太陽能電池或光伏電池可以將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能,。光伏裝置通常由陽極、陰極和之間的活性材料層組成,,其中陰極是透明的,,以便陽光能夠通過。目前,,其商業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵在于提高功率轉(zhuǎn)換效率(PCE),,同時通過開發(fā)高性能的活性層和電極材料來降低成本。石墨烯是碳原子以sp2雜化形成的獨特蜂窩巢狀的二維晶體,,單層石墨烯的厚度只有0.334 nm,,其比表面積高達2600 m2/g[92],室溫下電子遷移率約為20000 cm2·V·s-1[93],,力學(xué)強度高達1060 GPa,,單層吸光率只有2.3%[94],。石墨烯獨特的光電性質(zhì),使其及衍生材料被廣泛應(yīng)用于透明電極[95],、對電極[96],、和電荷傳輸層[92]等結(jié)構(gòu)。山西石墨烯復(fù)合材料售價石墨烯防腐漿料可與基體材料進行復(fù)合,,從而賦予該材料導(dǎo)電,、導(dǎo)熱、機械增強的性能,。
許多對聚合物/碳納米管納米復(fù)合材料的研究目的在于開發(fā)和利用碳納米管出色的力學(xué)性能,,同時對聚合物基體引入一些新的性能,比如導(dǎo)電性,、導(dǎo)熱性等,。但是,盡管許多工作集中在聚合物/碳納米管納米復(fù)合材料的研究上,,許多問題仍然存在,。相比于碳納米管,制備基于石墨烯的結(jié)構(gòu)和功能體系更加可行,,這是因為石墨烯具有更大的比表面積,,更強的界面結(jié)合力,以及同樣出色的物理性能,。完美石墨烯的楊氏模量和斷裂強度高達1TPa和130GPa[41],,而制備復(fù)合材料**常用的改性及還原石墨烯的楊氏模量也可達到250GPa[57,58],高出一般的聚合物2~3個數(shù)量級,,因此,,在聚合物中加入改性或還原石墨烯同樣能有效地增強聚合物的力學(xué)性能。
CNTs和石墨烯具有獨特的結(jié)構(gòu),,用作NR復(fù)合材料的增強填料可以賦予橡膠制品**度,、高耐磨、導(dǎo)電和導(dǎo)熱等性能,,拓寬橡膠材料的應(yīng)用范圍,。碳納米材料/NR復(fù)合材料的開發(fā)及應(yīng)用發(fā)展?jié)摿Υ螅枪δ苄韵鹉z材料的一個重要發(fā)展方向,。目前,,我國CNTs和石墨烯工業(yè)產(chǎn)品的成本較高,其與NR復(fù)合材料的研究大多還處于試驗研究階段,。隨著CNTs和石墨烯在聚合物基體中的分散技術(shù)和作用機理研究的進一步深入以及市場規(guī)?;珻NTs和石墨烯在NR領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用將得到快速發(fā)展,**推動我國NR復(fù)合材料的發(fā)展,,提升我國橡膠工業(yè)的競爭力,。常州第六元素建有自動控制規(guī)模化生產(chǎn)線,,市場占有率居國內(nèi)外前列,。
聚合物太陽能電池常采用氧化銦錫(ITO)作為透明導(dǎo)電電極。其中ITO成本較高,,機械穩(wěn)定性較差,,即使在很小的外界機械應(yīng)力作用下ITO膜也易產(chǎn)生微裂紋導(dǎo)致膜電阻增加,從而使光電器件的性能下降,。石墨烯優(yōu)異的光學(xué)性能和機械強度及韌性,,使其在柔性光伏器件的透明電極中具有更好應(yīng)用潛力[97]。Xu等[98]將氧化石墨烯溶液旋涂成膜,,然后在700 ℃下用肼蒸汽還原,所得石墨烯薄膜的薄層電阻為1.79×104 Ω/sq,,電導(dǎo)率為22.3 S/cm,,將其在有機光伏電池中(OPVs)作為透明電極,所得器件的功率轉(zhuǎn)換效率為0.13%,。這種方法制備得到的石墨烯薄膜不僅可以用于有機光伏電池,,還可以用于其他光學(xué)器件,例如平板顯示器等,。Zhang等[99]對氧化石墨烯進行950 ℃熱還原,,再使用標準工業(yè)光刻以及O2等離子體蝕刻工藝對還原的石墨烯薄膜進行精確可控地刻蝕,制備了石墨烯網(wǎng)狀透明電極(GME),,提高了電極的透光率,。氧化石墨易于剝離成穩(wěn)定的氧化石墨烯分散液,易于成膜,。山東合成石墨烯復(fù)合材料類型
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制備聚合物/石墨烯納米復(fù)合材料**關(guān)鍵的一步是將石墨烯分散到聚合物基體之中,。好的分散狀態(tài)能保證石墨烯與聚合物基體的接觸界面比較大化,,從而影響到整個復(fù)合材料的性能。因此,,科學(xué)家們付出了大量的努力,,以求將改性或者未改性的石墨烯均勻分散到聚合物基體之中,并且取得了一定的成果,。到目前為止,,大多數(shù)復(fù)合材料主要采用了以下三種方法來制備:一、溶液共混法;二,、原位聚合法,;三、熔融共混法[148],。值得一提的是,,由于氧化石墨烯還原法是目前***能大規(guī)模制備石墨烯的方法,而制備復(fù)合材料通常需要大量的石墨烯原料,,所以制備復(fù)合材料使用的基本上為改性或還原的氧化石墨烯,。福建合成石墨烯復(fù)合材料商家