隨著科技的快速發(fā)展,,熱管理系統(tǒng)越來越多地應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè),、電子設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域,,在熱能的分散,、轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)過程中發(fā)揮著重要作用。其中,,熱管理材料是熱管理系統(tǒng)的**,,因此,設(shè)計(jì)和制備具有高熱導(dǎo)率的新型熱管理材料成為了促進(jìn)科技發(fā)展的關(guān)鍵問題之一,。在眾多導(dǎo)熱材料中,,石墨烯由于具有髙達(dá)5300Wnr11C1的本征熱導(dǎo)率,、優(yōu)異.的機(jī)械性能而受到人們的***關(guān)注,,被認(rèn)為是新型熱管理材料的理想選擇。在之前的研究中,,石墨烯片在復(fù)合材料中往往呈無規(guī)分散的狀態(tài),體系內(nèi)熱阻較大,,從而導(dǎo)致復(fù)合材料的熱導(dǎo)率處于較低水平,。預(yù)先構(gòu)筑石墨烯三維結(jié)構(gòu)能夠有效降低界面熱阻及接觸熱阻,,但是距離理論值仍有較大差距。為了進(jìn)一步解決存在的問題,,本課題主要通過冷凍鑄造法來構(gòu)筑有序排列的***石墨烯三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),,并制備相應(yīng)的相變儲(chǔ)能材料和散熱材料常州第六元素?fù)碛谢厥?循環(huán)氧化技術(shù)等自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。河北制備氧化石墨烯類型
自碳納米管(CNTs)在1991年被Iijima報(bào)道以來[10],,這種具有一維納米尺寸的管狀碳材料以其獨(dú)特的力學(xué),、電學(xué),、熱學(xué)及光學(xué)特性,,在電極材料、醫(yī)學(xué),、儲(chǔ)氫裝置和催化劑等諸多領(lǐng)域[11~13]得到了廣泛的應(yīng)用,。鋰離子電池領(lǐng)域是碳納米管相當(dāng)有潛力的應(yīng)用方向之一,。首先,,碳納米管自身就是一種***的鋰離子電池負(fù)極材料;其次,,碳納米管尤其是使用化學(xué)氣相沉積技術(shù)制備的定向生長(zhǎng)的三維碳納米管陣列具備優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度,并且由于其獨(dú)特的彈道電子傳導(dǎo)效應(yīng)及抗電遷移能力,,其電導(dǎo)率可高達(dá)105S/m[14],。將其作為三維導(dǎo)電結(jié)構(gòu)或?qū)щ娞砑觿┘尤氲狡渌姌O材料之中,,不但可提高復(fù)合電極的電子與離子傳輸能力,還可***增強(qiáng)電極的機(jī)械性能,。上海氧化石墨烯有哪些氧化石墨烯材料有濾餅形態(tài),。
根據(jù)組裝方式的不同.石墨烯能形成一維纖維結(jié)構(gòu)、二維平面結(jié)構(gòu)和三維體結(jié)構(gòu)的石墨烯宏觀體,。纖維結(jié)構(gòu)的石墨烯宏觀體在可穿戴電子設(shè)備上具有廣闊的應(yīng)用前景,,而二維和三維結(jié)構(gòu)的石墨烯宏觀體在超級(jí)電容器以及環(huán)境水處理方面表現(xiàn)出較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。石墨烯纖維作為典型的一維結(jié)構(gòu)的石墨烯宏觀體,,是一種具有大長(zhǎng)徑比的宏觀石攫烯材料,。2011年Xu等***合成石墨烯纖維,且發(fā)現(xiàn)石墨烯纖維強(qiáng)度高,、韌性好,、可編織,可作為柔性電池的關(guān)鍵材料,。時(shí)隔兩年.空心石墨烯纖維誕生,,其直徑為數(shù)十至數(shù)百微米??招氖├w維具有內(nèi)壁和外表面.相對(duì)于石墨烯纖維其比表面積增大,,具有良好的催化,、分離和敏感特性“,。石墨烯膜或石墨烯紙作為二維平面結(jié)構(gòu)石墨烯宏觀體的**.足一種有序度低于石墨疊層結(jié)構(gòu)的平面宏觀石墨烯材料,。Dikin等通過真空輔助抽濾氧化石墨烯膠狀懸浮液,實(shí)現(xiàn)石墨烯的定向組裝,,***獲得了氧化石墨烯紙,。通過對(duì)其還原即可獲得石墨烯紙,。且研究表明石墨烯紙具有電導(dǎo)率高(1716S·cm),、導(dǎo)熱性能好(1434W·m·K一)以及氣體滲透性好…等特性。
近年來,,石墨烯薄膜因其高電導(dǎo)率和輕巧柔鈿的特性而受到越來越多的關(guān)注。石高全教授課題組[51]通過蒸發(fā)誘導(dǎo)自組裝法對(duì)引入少量纖維素納米晶體(CNC)的氧化石墨分散液進(jìn)行干燥處理,然后使氫碘酸對(duì)得到的薄膜化學(xué)還原,,其中,,CNC能夠誘導(dǎo)石墨烯片上形成皺紋,使其機(jī)械性能得到了進(jìn)一步增強(qiáng),。測(cè)試結(jié)果表明,這種薄膜具有拉伸強(qiáng)度比較高可達(dá)800MPa,,且斷裂伸長(zhǎng)率,、初性和電導(dǎo)率分別達(dá)到6.22±0.19%、15.6412.20MJm_3,、1105±17Scm-1,遠(yuǎn)遠(yuǎn)髙于其他文獻(xiàn)中報(bào)道的性能,。Cher^M等人通過在單層石墨烯上沉積金膜制備了GO/Au復(fù)合電極,在沉積金膜的厚度為7nm時(shí),,復(fù)合膜在520nm波長(zhǎng)處具有24.6Qm_2的**電阻和74.6%的高透射率。為了更直觀地分析其電學(xué)性能,,Chen等人組裝了基于GO/Au復(fù)合電極的超級(jí)電容器,測(cè)試發(fā)現(xiàn),,與基于單層石墨烯的超級(jí)電容器相比,,其電容提高了17倍,并且表現(xiàn)出良好的機(jī)械穩(wěn)定性,,證明了石墨烯復(fù)合膜在柔性電子領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)潛力,。氧化石墨烯官能團(tuán)豐富,易于改性,。
當(dāng)今世界面臨著嚴(yán)峻的環(huán)境與能源挑戰(zhàn),。傳統(tǒng)能源如煤、石油的不斷消耗以及環(huán)境的日益惡化嚴(yán)重影響了人類的日常生活以及社會(huì)的正常發(fā)展,。因而開發(fā)更為高效與環(huán)境友好的能源設(shè)備越來越得到人們的強(qiáng)烈關(guān)注,。為**的初代鋰離子二次電池以其在能量密度與操作電壓上明顯優(yōu)于傳統(tǒng)鉛酸與鎳鎘電池的優(yōu)勢(shì),迅速應(yīng)用于便攜電子設(shè)備電池市場(chǎng),。其后,,隨著具有環(huán)境友好、成本低廉,、循環(huán)性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)勢(shì)的以磷酸鐵鋰為**的正極材料的報(bào)道[6,,7],鋰離子二次電池的應(yīng)用也擴(kuò)展到混合動(dòng)力汽車與純電動(dòng)汽車領(lǐng)域,。然而目前鋰離子電池電極材料還存在著諸多問題,,如較低的電子電導(dǎo)率與鋰離子遷移效率、嵌脫鋰過程中巨大的體積變化,、電極材料與電解液的副反應(yīng)造成的容量損失以及活性物質(zhì)不可逆的結(jié)構(gòu)變化制約材料的循環(huán)穩(wěn)定性等,。另外,,由于目前常用的鋰離子電池正極材料固有的理論容量限制,實(shí)際應(yīng)用的鋰離子電池的比能量密度很難突破250Wh/kg[8],,因而難以滿足其在高比能量電池領(lǐng)域的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展,。在這種背景下,鋰硫電池作為一種新的電化學(xué)儲(chǔ)能體系,,以其超高的理論能量密度(2600Wh/kg)以及單質(zhì)硫儲(chǔ)量豐富,、環(huán)境友好的特點(diǎn),成為高比能二次電池的研究熱點(diǎn),。高導(dǎo)電石墨烯銅復(fù)合材料又稱為超級(jí)銅,。黑龍江新型氧化石墨烯制造
制備氧化石墨烯的原料主要是石墨、高錳酸鉀和濃硫酸,。河北制備氧化石墨烯類型
雖然石墨烯獨(dú)特的二維片層結(jié)構(gòu)可以為硫提供大量的附著位點(diǎn),,但多硫化物仍可從這種開放的二維結(jié)構(gòu)的開口端擴(kuò)散入電解液,石墨烯/硫復(fù)合結(jié)構(gòu)所制備的電極仍不可避免的在循環(huán)過程中不斷損失容量,。以氧化石墨烯為硫負(fù)載體時(shí),,其特點(diǎn)是不但對(duì)硫具有物理吸附能力,還因其所含的大量官能基團(tuán)與硫的化學(xué)鍵合展現(xiàn)出對(duì)硫的化學(xué)吸附能力,,從而可提升復(fù)合結(jié)構(gòu)的循環(huán)穩(wěn)定性,。氧化石墨烯類材料因其自身含有大量的表面官能基團(tuán)可對(duì)硫形成額外的化學(xué)吸附能力,從而改善硫電極的循環(huán)性能,,但由于氧化石墨烯本身導(dǎo)電能力較差,,因此所制備的復(fù)合材料往往無法發(fā)揮出較高的倍率性能。因此,,目前的一個(gè)研究方向是通過將石墨烯進(jìn)行表面化學(xué)改性,,在引入孔結(jié)構(gòu)或者其他官能團(tuán)來提升其對(duì)硫的物理或化學(xué)吸附的同時(shí),不影響石墨烯本體的高導(dǎo)電能力,,從而獲得在高倍率下仍可穩(wěn)定循環(huán)的鋰硫電池,。河北制備氧化石墨烯類型