相變材料(PCM)通過材料發(fā)生物態(tài)的變化(如融化,、凝固等)來儲存及釋放能量,從而達到熱管理的目的,。但是,,相變材料在作為熱管理材料使用時有三個主要缺點:本征熱導率低、對光的吸收率低以及形狀穩(wěn)定性差[6()_62],。因此,,通常通過添加導熱填料來改善這些缺點,石墨烯由于具有高本征熱導率,、高長徑比而經(jīng)常被作為制備具有高性能相變復合材料的理想填料,。在現(xiàn)階段研究中,石墨烯基相變復合材料在熱管理方向的應(yīng)用主要分為光-熱轉(zhuǎn)換材料,、熱-電轉(zhuǎn)換材料,、電-熱轉(zhuǎn)換材料三種。氧化石墨烯含有豐富的羥基,、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團,,更高的氧化程度,更好的剝離度,。官能化氧化石墨烯納米材料
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合材料在抗靜電或?qū)щ姟⒏魺峄驅(qū)岬确矫娴奶厥庖?。為了修復石墨烯片層上的缺陷,,提高石墨烯微片的碳含量和在導電、導熱等方面的性能,。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)難以修復的孔洞,,使碳原子排布更密集,,進一步減少修復段的勢壘,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)量分數(shù)提高到90%以上,;且粉末電導率相比還原前提升20倍,達到了4000S/m以上,。氧化石墨烯膜氧化石墨烯(graphene oxide )是石墨烯的氧化物。
產(chǎn)線生產(chǎn)規(guī)模以及技術(shù)先進程度,,達到了世界前列水平,。2020年5月,全資子公司南通第六元素材料科技有限公司石墨烯產(chǎn)能擴建一期生產(chǎn)項目順利實施,,氧化石墨(烯)產(chǎn)能達到1000噸/年,。公司目前擁有氧化石墨(烯)、石墨烯粉體,、復合材料3大系列,,共19個型號產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于電子器件,、儲能材料、傳感器,、半導體、航天,、**,、復合材料以及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域,。其中聯(lián)合研發(fā)的國內(nèi)***石墨烯重防腐涂料,,率先實現(xiàn)了石墨烯在重防腐涂料領(lǐng)域的技術(shù)突破和工程化應(yīng)用,,并實現(xiàn)在**裝備上的規(guī)模化應(yīng)用,,為石墨烯在更多領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。公司與中國科學技術(shù)大學,、四川大學、江南石墨烯研究院等多家科研院所建立了長期穩(wěn)定的應(yīng)用技術(shù)研發(fā)合作關(guān)系,,目前在職的博士6名,,碩士20多名,,共申請發(fā)明專利130多項,其中70多項發(fā)明專利已獲授權(quán),,**數(shù)量在石墨烯粉體行業(yè)位居前列。企業(yè)使命&愿景:以高質(zhì)量的石墨烯,,創(chuàng)碳時代***企業(yè)價值觀:創(chuàng)新,務(wù)實,,誠信。
石墨烯宏觀體材料的形狀可通過改變不同的制備方法,、反應(yīng)基底及反應(yīng)容器等對其進行調(diào)控,但其微觀結(jié)構(gòu)的可控性和重復性差,。具有相同宏觀形貌的石墨烯相關(guān)理化性能也不盡相同,,甚至相差很大,。因此,對于實現(xiàn)宏觀體石墨烯材料微觀結(jié)構(gòu)的控制是今后研究的一個難點,。當前制備石墨烯宏觀體材料大部分都是以氧化石墨,、氧化石墨烯以及還原氧化石墨烯等石墨烯氧化物為原料,,但這些石墨烯氧化物在電學性能和力學性能等方面都略有減弱,,制備出來的石墨烯宏觀體材料的結(jié)構(gòu)性能也就與理論研究結(jié)果差距較大,,因而對石墨烯宏觀體制備原料的開發(fā)以及結(jié)構(gòu)性能的提高是至關(guān)重要的,。盡管石墨烯宏觀體材料較大的比表面積和良好的電學性能可應(yīng)用于環(huán)境治理和電子器件等領(lǐng)域,,但石墨烯良好的透光和導熱性能仍待進一步的研究應(yīng)用。石墨烯極少添加量可改善材料力學性能,。
隨著5G時代的到來,電子設(shè)備運行速度***增加的同時,,其尺寸也在向微型化發(fā)展,,這勢必會導致電子設(shè)備在運行過程中產(chǎn)生大量的熱量,,從而影響其穩(wěn)定性、可靠性和安全性,。因此,,設(shè)計和制備具有高性能的高導熱散熱材料是促進電子設(shè)備發(fā)展的關(guān)鍵問題之一,。另外,,隨著工業(yè)的快速發(fā)展和人口的迅速增長,,石油、煤炭,、天然氣等不可再生化石燃料的消耗日益增多,,導致能源愈發(fā)短缺,,因此制備能夠有效吸收、轉(zhuǎn)換和利用太陽能的新型熱能存儲材料成為了目前急需解決的難題,。由于石墨烯具有高熱導率,、高吸光性及優(yōu)異的機械性能,,被作為制備熱能存儲材料,、散熱材料等熱管理材料的理想選擇,。氧化石墨烯易于剝離成穩(wěn)定的氧化石墨烯分散液,易于成膜,。江蘇生產(chǎn)氧化石墨烯使用方法
制備氧化石墨烯的原料主要是石墨,、高錳酸鉀和濃硫酸,。官能化氧化石墨烯納米材料
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、化學氧化法,、晶體外延生長法,、化學氣相沉積法、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,、化學氣相沉積法化學氣相沉積法(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)。麻省理工學院的Kong等,、韓國成均館大學的Hong等和普渡大學的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,,通入含碳氣體,,如:碳氫化合物,,它在高溫下分解成碳原子沉積在鎳的表面,形成石墨烯,,通過輕微的化學刻蝕,,使石墨烯薄膜和鎳片分離得到石墨烯薄膜,。官能化氧化石墨烯納米材料