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)展簡單可控的化學(xué)制備方法是**為方便,、可行的途徑,這需要化學(xué)家們長期不懈的探索和努力;石墨烯的化學(xué)修飾: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),來實(shí)現(xiàn)更多的功能和應(yīng)用;石墨烯的表面化學(xué):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獨(dú)特的模型表面;同時石墨烯具有完美的兩維周期平面結(jié)構(gòu),可以作為一個理想的催化劑載體,,金屬/石墨烯體系將為表面催化研究提供一個全新的模型催化研究體系。氧化石墨烯還可以應(yīng)用于鋰電正負(fù)極材料的復(fù)合,、催化劑負(fù)載等,。廣東氧化石墨烯類型
氧化石墨烯的研究熱潮也吸引了國內(nèi)外材料植被研究的興趣,石墨烯材料的制備方法已報道的有:機(jī)械剝離法,、化學(xué)氧化法,、晶體外延生長法、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上剝離并觀測到單層石墨烯。Geim研究組利用這一方法成功制備了準(zhǔn)二維石墨烯并觀測到其形貌,,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)?;苽涫┑膯栴}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易沉積爐,,通入含碳?xì)怏w,,如:碳?xì)浠衔铮诟邷叵路纸獬商荚映练e在鎳的表面,形成石墨烯,,通過輕微的化學(xué)刻蝕,,使石墨烯薄膜和鎳片分離得到石墨烯薄膜,。云南制備氧化石墨烯材料氧化石墨烯分散液(SE3122、SE3522),。
**近幾年,,國內(nèi)外在石墨烯基薄膜散熱方面取得了積極進(jìn)展,接下來需要科學(xué)家和工業(yè)界一起努力,,將石墨烯基薄膜應(yīng)用在實(shí)際器件熱管理中,。目前,國內(nèi)外生產(chǎn)石墨烯基薄膜的機(jī)構(gòu)超過20家,。國內(nèi)如哈爾濱工業(yè)大學(xué)杜善義院士團(tuán)隊(duì)制備出三維石墨烯基散熱材料,,由哈爾濱赫茲新材料科技有限公司投資1500萬元,年可生產(chǎn)石墨烯散熱片60萬片,,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值3000萬元,。東旭光電、廈門烯成石墨烯科技有限公司,、深圳六碳科技有限公司,、北京石墨烯散熱膜片研發(fā)有限責(zé)任公司、貴州新碳高科有限責(zé)任公司,、常州富烯等在石墨烯導(dǎo)熱膜產(chǎn)業(yè)化方面也取得了積極進(jìn)展,。國外的如瑞典的斯瑪特高科技股份有限公司(SHT,SmartHighTechAB)在石墨烯導(dǎo)熱膜方面也有自己獨(dú)特的技術(shù),,據(jù)報道,,SHT公司的石墨烯薄膜熱導(dǎo)率已超過現(xiàn)有石墨薄膜的熱導(dǎo)率。
氧化石墨烯一般由石墨經(jīng)強(qiáng)酸氧化而得,。主要有三種制備氧化石墨的方法:Brodie法,Staudenmaier法和Hummers法,。其中Hummers法的制備過程的時效性相對較好而且制備過程中也比較安全,,是目前**常用的一種。它采用濃硫酸中的高錳酸鉀與石墨粉末經(jīng)氧化反應(yīng)之后,,得到棕色的在邊緣有衍生羧酸基及在平面上主要為酚羥基和環(huán)氧基團(tuán)的石墨薄片,,此石墨薄片層可以經(jīng)超聲或高剪切劇烈攪拌剝離為氧化石墨烯,并在水中形成穩(wěn)定,、淺棕黃色的單層氧化石墨烯懸浮液,。由于共軛網(wǎng)絡(luò)受到嚴(yán)重的官能化,氧化石墨烯薄片具有絕緣的特質(zhì),。經(jīng)還原處理可進(jìn)行部分還原,,得到化學(xué)修飾的石墨烯薄片。雖然***得到的石墨烯產(chǎn)物或還原氧化石墨烯都具有較多的缺陷,,導(dǎo)致其導(dǎo)電性不如原始的石墨烯,,不過這個氧化?剝離?還原的制程可有效地讓不可溶的石墨粉末在水中變得可加工,提供制作還原氧化石墨烯的途徑。而且其簡易的制程及其溶液可加工性,,考慮量產(chǎn)的工業(yè)制程中,,上述工藝已成為制造石墨烯相關(guān)材料及組件的極具吸引力的工藝過程。氧化石墨烯可以應(yīng)用于鋰離子電池,。
智能手機(jī),、平板電腦等便攜式設(shè)備的普及為人們的生活帶來了極大的便利。但是,,其中的高速處理器等電子組件會產(chǎn)生不良的電磁能量,,這不僅會損害電子組件自身的使用壽命、干擾其他組件的功能,,還會對人體健康帶來危害,。石墨烯薄膜具有優(yōu)異的電學(xué)性能及熱學(xué)性能,,被認(rèn)為是相當(dāng)有發(fā)展前景的超薄電磁屏蔽材料,。鄭**教授團(tuán)隊(duì)[56]通過蒸發(fā)自組裝法制備了大面積GO薄膜。經(jīng)過石墨化處理后,,所得石墨烯薄膜具有出色的性能,,其電磁屏蔽性能和面內(nèi)熱導(dǎo)率分別可達(dá)20dB、1100WFengW等人通過疊層熱壓技術(shù)成功制備了含有石墨烯納米片(GNP)和Ni納米鏈的復(fù)合膜(HAMS),。通過將Ni納米鏈和GNP選擇性地分布在不同的層中,,其比較好電導(dǎo)率、屏蔽效果和面內(nèi)熱導(dǎo)率分別可以達(dá)到76.8Sm'51.4dB和8.96WH1-1K-1,。石墨烯適用于鋰離子電池正負(fù)極材料導(dǎo)電添加劑,,可有效提高電池能量,改善循環(huán)壽命和倍率性能,。云南制備氧化石墨烯材料
石墨烯型號為SE1231,、SE1232、SE1233,、SE1234,。廣東氧化石墨烯類型
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。廣東氧化石墨烯類型