大規(guī)模制備高質(zhì)量的石墨烯晶體材料是所有應(yīng)用的基礎(chǔ),發(fā)展簡(jiǎn)單可控的化學(xué)制備方法是一種方便、可行的途徑,這需要化學(xué)家們長(zhǎng)期不懈的探索和努力;石墨烯的化學(xué)修飾包括:將石墨烯進(jìn)行化學(xué)改性,、摻雜,、表面官能化以及合成石墨烯的衍生物,發(fā)展出石墨烯及其相關(guān)材料(grapheneandrelatedmaterials),,來(lái)實(shí)現(xiàn)更多的功能和應(yīng)用,。石墨烯的表面化學(xué)性能:由于石墨烯晶體獨(dú)特的原子和電子結(jié)構(gòu),氣體分子與石墨烯表面間的相互作用將表現(xiàn)出許多特有的現(xiàn)象,,這將為表面化學(xué)特別是表面催化研究提供一個(gè)獨(dú)特的模型表面;同時(shí)石墨烯具有完美的兩維周期平面結(jié)構(gòu),,可以作為一個(gè)理想的催化劑載體,,金屬/石墨烯體系將為表面催化研究提供一個(gè)全新的模型催化研究體系。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,。陜西石墨烯導(dǎo)電
石墨烯內(nèi)部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp雜化軌道成鍵,并有如下的特點(diǎn):碳原子有4個(gè)價(jià)電子,,其中3個(gè)電子生成sp鍵,,即每個(gè)碳原子都貢獻(xiàn)一個(gè)位于pz軌道上的未成鍵電子,近鄰原子的pz軌道與平面成垂直方向可形成π鍵,,新形成的π鍵呈半填滿(mǎn)狀態(tài),。研究證實(shí),石墨烯中碳原子的配位數(shù)為3,,每?jī)蓚€(gè)相鄰碳原子間的鍵長(zhǎng)為1.42×10米,,鍵與鍵之間的夾角為120°。除了σ鍵與其他碳原子鏈接成六角環(huán)的蜂窩式層狀結(jié)構(gòu)外,,每個(gè)碳原子的垂直于層平面的pz軌道可以形成貫穿全層的多原子的大π鍵(與苯環(huán)類(lèi)似),,因而具有優(yōu)良的導(dǎo)電和光學(xué)性能。石墨烯具有非常良好的光學(xué)特性,,在較寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)吸收率約為2.3%,,看上去幾乎是透明的。在幾層石墨烯厚度范圍內(nèi),,厚度每增加一層,,吸收率增加2.3%。大面積的石墨烯薄膜同樣具有優(yōu)異的光學(xué)特性,,且其光學(xué)特性隨石墨烯厚度的改變而發(fā)生變化,。這是單層石墨烯所具有的不尋常低能電子結(jié)構(gòu)。室溫下對(duì)雙柵極雙層石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管施加電壓,,石墨烯的帶隙可在0~0.25eV間調(diào)整,。施加磁場(chǎng),石墨烯納米帶的光學(xué)響應(yīng)可調(diào)諧至太赫茲范圍,。陜西石墨烯導(dǎo)電石墨烯礦用托輥復(fù)合材料大量應(yīng)用于礦山傳送機(jī)中,。
溶劑剝離法的原理是將少量的石墨分散于溶劑中,形成低濃度的分散液,,利用超聲波的作用破壞石墨層間的范德華力,,此時(shí)溶劑可以插入石墨層間,進(jìn)行層層剝離,,制備出石墨烯,。此方法不會(huì)像氧化-還原法那樣破壞石墨烯的結(jié)構(gòu),可以制備高質(zhì)量的石墨烯,。在氮甲基吡咯烷酮中石墨烯的產(chǎn)率比較高(大約為8%),,電導(dǎo)率為6500S/m,。研究發(fā)現(xiàn)高定向熱裂解石墨、熱膨脹石墨和微晶人造石墨適合用于溶劑剝離法制備石墨烯,。溶劑剝離法可以制備高質(zhì)量的石墨烯,,整個(gè)液相剝離的過(guò)程沒(méi)有在石墨烯的表面引入任何缺陷,為其在微電子學(xué),、多功能復(fù)合材料等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了廣闊的應(yīng)用前景。缺點(diǎn)是產(chǎn)率很低,。
第六元素即將新三板上市或?qū)⑼苿?dòng)市場(chǎng)對(duì)石墨烯板塊投資的關(guān)注度,。公司主營(yíng)石墨烯生產(chǎn)。全名為常州第六元素材料科技股份有限公司,,注冊(cè)資金5000萬(wàn)元,。截至目前,公司采用氧化還原法制備石墨烯粉體的工藝已經(jīng)成熟,,且擁有一系列相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備,,加之有能力完成更大規(guī)模生產(chǎn)線(xiàn)的設(shè)計(jì)運(yùn)行。此外,,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期驗(yàn)證,,公司采用氧化還原法制備的石墨烯粉體產(chǎn)品適于較寬范圍內(nèi)的多種下游產(chǎn)品應(yīng)用。公司主營(yíng)產(chǎn)品按照銷(xiāo)售數(shù)量具體劃分為兩種:公斤級(jí)銷(xiāo)售和克級(jí)銷(xiāo)售,,其中公斤級(jí)銷(xiāo)售主要面向的客戶(hù)是下游應(yīng)用企業(yè),,包括涂料、復(fù)合材料,、儲(chǔ)能器件等生產(chǎn)企業(yè),;克級(jí)銷(xiāo)售主要面向的客戶(hù)是科研院校,主要從事石墨烯粉體材料研發(fā),。借助于技術(shù),、資金及人員等重要資源,公司已完成了石墨烯粉體宏量制備生產(chǎn)線(xiàn)的升級(jí)改造,,從1噸的中試生產(chǎn)線(xiàn)到年產(chǎn)10噸石墨烯粉體生產(chǎn)線(xiàn),,再到正在申請(qǐng)的年產(chǎn)100噸石墨烯、300噸氧化石墨生產(chǎn)線(xiàn),,公司石墨烯粉體宏量制備技術(shù)趨于成熟,,規(guī)模化生產(chǎn)即將突破,。2013年中科院重慶研究院研制出15英寸的單層石墨烯,;2013年2月,無(wú)錫格菲電子薄膜科技有限公司研發(fā)出石墨烯電容式觸屏手機(jī),;寧波墨西科技有限公司年產(chǎn)300噸石墨烯粉體生產(chǎn)線(xiàn)投產(chǎn),;2013年5月,。石墨烯抗靜電阻燃復(fù)合材料高氧指數(shù),以及良好的流動(dòng)性與力學(xué)性能,。
第六元素研發(fā)的“石墨烯重防腐涂料”,,率先在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,于2015年通過(guò)工信部組織的“科技成果鑒定”,,達(dá)到“世界先進(jìn)水平”,。該技術(shù)目前已在國(guó)信、華潤(rùn),、龍?jiān)吹群I巷L(fēng)電塔筒,,“京廣線(xiàn)”隴海鐵路橋梁,以及航天科工二院,、中船“724所”等科研院所進(jìn)行了試驗(yàn)性涂裝,。產(chǎn)品主要應(yīng)用客戶(hù)有重慶三峽、中海油,、江南造船等,。常州第六元素材料科技股份有限公司、中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十四研究所,、中海油常州涂料化工研究院有限公司,、江蘇道蓬科技有限公司聯(lián)合完成的“基于薄層石墨烯的重防腐涂料體系產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)與工程應(yīng)用”項(xiàng)目獲得2022年度江蘇省科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)。石墨烯作為關(guān)鍵材料在防腐涂層發(fā)揮的作用尤為明顯,,其可以有效地阻隔外界環(huán)境,、腐蝕物質(zhì)等向金屬基材滲透和擴(kuò)散,并形成致密的保護(hù)層,,具有防腐效果好,,涂層厚度低,附著力高,,重量輕,,機(jī)械性能好,耐鹽霧性能較好,,壽命長(zhǎng)久且成本低等優(yōu)勢(shì),,是傳統(tǒng)防腐涂料良好的升級(jí)替代產(chǎn)品。石墨烯一旦在防腐涂料中成功應(yīng)用,,將**改善腐蝕耗損對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生的負(fù)面影響,,同時(shí)也將成為工業(yè)防腐涂料的一個(gè)嶄新的亮點(diǎn)和新的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)。石墨烯抗靜電阻燃復(fù)合材料具備優(yōu)異的抗靜電性能和阻燃性能,。綠色石墨烯措施
石墨烯導(dǎo)電與電池活性材料共混后,,能夠有效降低極片電阻率和提高電池的循環(huán)性能。陜西石墨烯導(dǎo)電
石墨烯材料的物理特性?xún)?yōu)異,還具備很高的強(qiáng)度和韌性,,在航空航天電子設(shè)備上可以得到運(yùn)用,,石墨烯還具有可以吸收雷達(dá)波的特點(diǎn),應(yīng)用在隱形戰(zhàn)機(jī)上會(huì)起到很高的提升效果,。石墨烯材料在太赫茲雷達(dá)中起著十分重要的作用,,而太赫茲雷達(dá)可以發(fā)現(xiàn)隱身戰(zhàn)機(jī)的身影。大家都知道,,美國(guó)作為世界***強(qiáng)國(guó),,在隱身戰(zhàn)機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展處于前列,而隱身戰(zhàn)機(jī)比較大的特點(diǎn)就是隱身性能十分***,,但是在太赫茲雷達(dá)面前,,這些***的隱身戰(zhàn)機(jī)都會(huì)黯然失色,即便是美國(guó)*****的F-35戰(zhàn)機(jī),,都可能會(huì)受到威脅,。我國(guó)在石墨烯材料方面獲得的重大突破,,讓美國(guó)羨慕不已也十分警惕只有自身強(qiáng)大,,才不會(huì)讓自己的國(guó)家處于被動(dòng)。這個(gè)重大好消息將會(huì)在今年被全面推廣應(yīng)用,,成為2020年里我們中國(guó)一大科技成就,。陜西石墨烯導(dǎo)電