石墨是由大量碳原子組成的六角環(huán)形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的多層疊合體,,因?qū)訂柦Y(jié)合能只有5.4kJ/tool,,故在一定的外力作用下易被剝離,而剝離出的石墨單層結(jié)構(gòu)即為石墨烯。20世紀(jì)3O年代,,Landau和Peierls等ll提出二維晶體是熱力學(xué)不穩(wěn)定的,,在常溫常壓下易分解,。因此,,傳統(tǒng)理論認(rèn)為石墨烯只是一個(gè)理論結(jié)構(gòu),實(shí)際中無法單獨(dú)存在。直到2004年,,英國科學(xué)家Geim等打破了“二維晶體無法在非***零度穩(wěn)定存在”的認(rèn)知,,采用微機(jī)械剝離法在高定向熱解石墨(HoPG)上反復(fù)剝離,**終成功制備并觀察到單層石墨烯,。石墨烯導(dǎo)電漿料中分散有少層石墨烯,,可以作為電池正極導(dǎo)電劑。改性氧化石墨烯費(fèi)用
氧化石墨烯的性能:(1)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,;(2)易于接枝改性,,可與復(fù)合材料進(jìn)行原位復(fù)合,從而賦予復(fù)合材料導(dǎo)電,、導(dǎo)熱,、增強(qiáng)、阻燃,、***抑菌等性能,;(3)易于剝離成穩(wěn)定的氧化石墨烯分散液,易于成膜,。氧化石墨烯的應(yīng)用領(lǐng)域:應(yīng)用于熱管理,、橡膠、塑料,、樹脂,、纖維等高分子復(fù)合材料領(lǐng)域,還可以應(yīng)用于鋰電正負(fù)極材料的復(fù)合,、催化劑負(fù)載等,。氧化石墨烯分散液的性能:(1)含有豐富的羥基、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團(tuán),;(2)易于接枝改性,,可與復(fù)合材料進(jìn)行原位復(fù)配,從而賦予復(fù)合材料導(dǎo)電,、導(dǎo)熱,、增強(qiáng)、阻燃,、***、抑菌等性能,;(3)SE3122在水中具有很好的分散性,,樣品單層率>90%,產(chǎn)品經(jīng)輕微攪拌就可與水相互溶;氧化石墨烯分散液的應(yīng)用領(lǐng)域:應(yīng)用于鋰電正負(fù)極材料,,還可以應(yīng)用于橡膠,、塑料、樹脂,、纖維等高分子復(fù)合材料領(lǐng)域,。無污染氧化石墨烯生產(chǎn)企業(yè)石墨烯導(dǎo)電漿料應(yīng)用于鋰離子電池導(dǎo)電劑添加劑,抗靜電涂層等領(lǐng)域,。
在聲學(xué)領(lǐng)域,,利用石墨烯材料極低的質(zhì)量密度、極薄的厚度以及極高的機(jī)械強(qiáng)度的優(yōu)異特性,,其可作為振膜應(yīng)用于發(fā)聲器件中,,可獲得優(yōu)異的頻譜特性。第六元素研發(fā)的石墨烯振膜,,經(jīng)過客戶測試,,該石墨烯發(fā)聲器件具有非常好的頻譜特性,保真度高,。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)液相剝離的過程沒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。
化學(xué)氣十日沉干jI法制備三維石烯的j制箭烯卡¨似,,以甲烷為碳源.氧氣和氬氣為輔助怵,,泡沫過渡金屬底l-2h:積基形狀類似的泡沫狀烯,利川劃蝕液將冷卻后帶底的f器烯泡沫中的坫劃腳ifb:.從mj火僻九支撐構(gòu)架的j維石烯泡沫,。(,、h{21]等利ff】化學(xué)氣相沉I法分)j』J平f1l曲泡沫鎳底f:.制舒r具有三維連通絡(luò)納fjlJ的鞋烯泡沫材料,。研究發(fā)現(xiàn).石墨烯泡沫完整地制色!淋J的納構(gòu).以尢縫連接的力‘式卡勾成r全連通的體.仃低J奠、大扎隙率,、高比表面積和優(yōu)異的電荷他能力等特點(diǎn),。Wu等利用該方法也成功制備J,氮摻雜維r烯泡沫..此外.利用這種方法還能獲得各種具有優(yōu)砰特性的維r烯泡沫,。,。Iiu等以泡沫Ni為呔.通過化學(xué)卡¨fjl成功制備rJfj于*胚抗原檢測的大孔維烯泡沫。氧化石墨烯懸浮液可以用于鋰電池負(fù)極改性,。
真空抽濾法是一種制備石墨烯薄膜的**常見方法。由于氧化石墨烯的片層含有大量羧基,、羰基等親水性含氧官能團(tuán),,并且片層間具有靜電相互作用不容易團(tuán)聚,因此在不借助分散劑的情況下也能在水溶液中分散均勻,,從而形成穩(wěn)定的分散液,非常有利于真空抽濾過程中片層的緊密排列[43,,44],。Liu[45】等人采用真空抽濾法制備了具有有序排列結(jié)構(gòu)和高密度的GO/PDA復(fù)合膜,。在GO/PDA復(fù)合膜中,,GO的含氧官能團(tuán)與PDA的胺基之間存在氫鍵相互作用,,并且PDA對(duì)GO具有還原的作用,。在經(jīng)過3000°C高溫處理之后,PDA被轉(zhuǎn)化為具有***石墨晶體結(jié)構(gòu)的CPDA納米顆粒(CPDANPs),,對(duì)石墨烯片層起到了增強(qiáng)的作用,,從而使復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度,、電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率氧化石墨烯分散液為棕黑色溶液,。改性氧化石墨烯費(fèi)用
石墨烯產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電子器件,、儲(chǔ)能材料、傳感器,、半導(dǎo)體,、航天,、復(fù)合材料以及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。改性氧化石墨烯費(fèi)用
材料應(yīng)用范圍很廣。氧化石墨烯是一種性能優(yōu)異的新型碳材料,,具有較高的比表面積和表面豐富的官能團(tuán),。氧化石墨烯復(fù)合材料包括聚合物類復(fù)合材料以及無機(jī)物類復(fù)合材料更是具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,因此氧化石墨烯的表面改性成為另一個(gè)研究重點(diǎn),。石墨烯通??捎裳趸┻€原得到,其主要的制備方法有機(jī)械剝離法,、化學(xué)還原法,、溶劑熱還原法、光催化還原法,、化學(xué)氣相沉積法等,。其中,化學(xué)還原法由于具有成本低,、工藝簡單易控等特點(diǎn)而備受科研工作者的推崇,。目前,用于制備還原氧化石墨烯或石墨烯的化學(xué)還原劑主要有鈉與硼氫化鈉混合液,、硼氫化鈉和硫酸混合液,、氫碘酸、氫碘酸與乙酸混合液,,鈉-氨,,對(duì)苯二酚,維生素C-氨基酸,,L-對(duì)抗壞血酸,,鋅粉,鋁粉,,鐵,,堿,水合肼,,二甲基肼,,硫化氫以及氫化鈉等。然而,,在利用這些還原劑的過程中,,高溫、大量有機(jī)溶劑以及有毒藥品的使用限制了大規(guī)模生產(chǎn)還原氧化石墨烯,。因此,,開發(fā)一種簡單易行、反應(yīng)條件溫和,、生產(chǎn)成本低,、環(huán)境友好型的還原氧化石墨烯的方法是十分必要的。改性氧化石墨烯費(fèi)用