催化劑可以是天然或合成材料,例如酶,、有機化合物,、金屬和金屬氧化物。碳納米材料包括炭黑,、碳納米管(CNT),、石墨烯及其衍生物,是許多合成催化劑的重要組分,。它們已被用作有效催化劑或其他催化劑的載體,。在上述碳材料中,石墨烯**近引起了**強烈的關(guān)注,。這主要是由于石墨烯與開發(fā)新催化劑的其他碳同素異形體相比具有多項優(yōu)勢,。一是,石墨烯的理論比表面積高達(dá)約2600m2·g-1,,是單壁碳納米管的兩倍,,高于單壁碳納米管,、大多數(shù)炭黑和活性炭。這種結(jié)構(gòu)特征使得石墨烯非常適合作為負(fù)載催化劑的二維載體的潛在應(yīng)用,。此外,,局部共軛結(jié)構(gòu)賦予石墨烯在催化反應(yīng)中對基板的吸附能力增強。二是,,石墨烯材料,,尤其是化學(xué)改性石墨烯(CMG),可以將氧化石墨及其衍生物作為起始原料,,通過使用石墨以較低成本大規(guī)模獲得,。石墨烯材料不含碳納米管中存在的幾乎不可避免的金屬雜質(zhì),這會阻礙催化反應(yīng)中的碳納米管性能,。三是,,石墨烯的優(yōu)異電子遷移率促進催化反應(yīng)期間的電子轉(zhuǎn)移,改善其催化活性,。四是,,石墨烯還具有高的化學(xué)、熱學(xué),、光學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性,,可以提高催化劑的壽命。氧化石墨烯是單一的原子層,,可以隨時在橫向尺寸上擴展到數(shù)十微米,。黑龍江制備氧化石墨烯價格
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,、有機合成法和碳納米管剝離法等,。1、微機械剝離法2004年,,Geim等***用微機械剝離法,,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,目前只能作為實驗室小規(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?,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,。常規(guī)氧化石墨烯客服電話應(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,。
從實際應(yīng)用的角度看,,石墨烯需要和基板接觸,因此,,減少石墨烯薄膜和基板之間的接觸熱阻是石墨烯熱管理應(yīng)用必須考慮的問題。單層或少數(shù)層石墨烯和基板之間的范德華力可以保證石墨烯和基板之間很好的熱耦合[42],。但是石墨烯薄膜由于厚度較大,,范德華力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足熱從基板傳遞到石墨烯薄膜上。傳統(tǒng)的連接基板和散熱片之間的導(dǎo)熱膠由于體積和熱導(dǎo)率較低的原因,,已經(jīng)滿足不了實際應(yīng)用的需求,,必須采用共價鍵等其他的方式,以增強熱傳遞的效率,。本團隊在這方面做了一些探索性的工作,,主要采用在石墨烯薄膜和二氧化硅界面引入功能化分子的方法。實驗結(jié)果表明,,引入功能化分子后,,熱點的散熱效果提高了近1倍
除了可以將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能存儲之外,石墨烯相變材料也可以將電能轉(zhuǎn)換為熱能存儲,。Wang[65]等人通過冰模板法制備了石墨烯納米片(GNP)氣凝膠,,然后與石蠟復(fù)合得到相變復(fù)合材料,具有高導(dǎo)熱性、較好的形狀穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,,當(dāng)GNP含量為4.1wt%時熱導(dǎo)率可達(dá)到1.42Wm-11C1,。此外,當(dāng)電壓為5V時,,流經(jīng)樣品的電流約為1.18A,,此時溫度迅速升高,證實了其出色的電熱轉(zhuǎn)換能力,。Li[66】等人將氣相擴散法和溶膠-凝膠法相結(jié)合,,通過超臨界C02干燥和熱退火過程,制備了具有各向異性網(wǎng)絡(luò)的三維石墨烯氣凝膠,,導(dǎo)熱率和導(dǎo)電率分別高達(dá)1.71士0.2Wnr11C1和341.3Snr1,。其相變復(fù)合材料在施加1?3V的電壓時,,電-熱轉(zhuǎn)換效率比較高可以達(dá)到85%,。這項工作能夠為開發(fā)智能的電-熱轉(zhuǎn)換及存儲系統(tǒng)提供理論基礎(chǔ),并證明了石墨烯相變復(fù)合材料在電子設(shè)備,、太陽能存儲利用,、熱管理系統(tǒng)等領(lǐng)域具備的潛力。高導(dǎo)電石墨烯銅復(fù)合材料的電導(dǎo)率可以達(dá)到108-118 % IACS,,高于單晶銅和銀的電導(dǎo)率,。
在用氧化還原法將石墨剝離為石墨烯的工業(yè)化生產(chǎn)過程中,得到的石墨烯微片富含多種含氧官能團,。由于石墨烯片層上的這些缺陷,,在一些情況下,石墨烯微片無法滿足某些復(fù)合材料在抗靜電或?qū)щ?、隔熱或?qū)岬确矫娴奶厥庖?。為了修?fù)石墨烯片層上的缺陷,提高石墨烯微片的碳含量和在導(dǎo)電,、導(dǎo)熱等方面的性能,。通過調(diào)控氧化石墨烯的結(jié)構(gòu),降低氧化程度,,降低難分解的芳香族官能團,,如內(nèi)酯、酮羰基,、羧基等官能團的含量,,從而增加后續(xù)官能團分解的效率和降低分解溫度。調(diào)控氧化條件,,減少面內(nèi)大面積反應(yīng),。該減少缺陷的方案,有助于提升還原效率,減少面內(nèi)難以修復(fù)的孔洞,,使碳原子排布更密集,,進一步減少修復(fù)段的勢壘,將能量用于增加碳原子離域尺寸,,提升晶元大線,,從而提升還原石墨烯的本征導(dǎo)電性。研發(fā)了深度還原技術(shù),,并通過自主開發(fā)的還原設(shè)備,,將石墨烯微片碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到90%以上;且粉末電導(dǎo)率相比還原前提升20倍,,達(dá)到了4000S/m以上,。石墨烯漿料穩(wěn)定性較好,加入活性材料易于電池混漿,。過濾氧化石墨烯生產(chǎn)
常州第六元素?fù)碛醒趸?烯),、石墨烯粉體、復(fù)合材料3大系列產(chǎn)品,。黑龍江制備氧化石墨烯價格
氧化石墨烯的主要應(yīng)用:1,、石墨烯可以做成化學(xué)傳感器,這個過程主要是通過石墨烯的表面吸附性能來完成的,,根據(jù)部分學(xué)者的研究可知,,石墨烯化學(xué)探測器的靈敏度可以與單分子檢測的極限相比擬。石墨烯獨特的二維結(jié)構(gòu)使它對周圍的環(huán)境非常敏感,。石墨烯是電化學(xué)生物傳感器的理想材料,,石墨烯制成的傳感器在醫(yī)學(xué)上檢測多巴胺、葡萄糖等具有良好的靈敏性,。2,、石墨烯可以用來制作晶體管,由于石墨烯結(jié)構(gòu)的高度穩(wěn)定性,,這種晶體管在接近單個原子的尺度上依然能穩(wěn)定大氏地工作,。相比之下,,目前以硅為材料的晶體管在10納米左右的尺度上就會失去穩(wěn)定性,;石墨烯中電子對外場的反應(yīng)速度超快這一特點,又使得由它制成的晶體管可以達(dá)到極高的工作頻率,。黑龍江制備氧化石墨烯價格