光-熱能量轉(zhuǎn)換是石墨烯相變復(fù)合材料目前應(yīng)用*****的一個領(lǐng)域。楊鳴波教授團(tuán)隊[63]通過化學(xué)氣相沉積(CVD)制備出了具有互連網(wǎng)絡(luò)的石墨烯泡沫(GF),,用于制備復(fù)合相變材料的三維骨架,。研宄發(fā)現(xiàn),這種相變復(fù)合材料的熱導(dǎo)率比純相變材料高744%,,且具有很高的光-熱轉(zhuǎn)換效率,,表明其在太陽能利用和存儲中的巨大潛力,。**近,,他們團(tuán)隊[64]通過冷凍鑄造法制備了三維石墨烯網(wǎng)絡(luò),與聚乙二醇(PEG)復(fù)合后得到具有出色的形狀穩(wěn)定性以及高儲能密度的石墨烯相變復(fù)合材料,。在100mWcnr2的模擬太陽光下照射20分鐘,,相變復(fù)合材料的溫度迅速升高,比較高可達(dá)到約70°C,,而純PEG的溫度*為55.4°C,,無法完成相變過程。關(guān)閉模擬光源后,,相變復(fù)合材料的溫度急劇下降,,當(dāng)溫度到達(dá)結(jié)晶點(diǎn)附近時,將出現(xiàn)另一個平臺,,**著熱能的釋放過程,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與純PEG相比,,石墨烯相變復(fù)合材料在光-熱能量轉(zhuǎn)換方面表現(xiàn)出更優(yōu)異的性能,,有著更好的應(yīng)用前景。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,。云南制備氧化石墨烯
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,。云南氧化石墨烯價格常州第六元素?fù)碛醒趸?烯),、石墨烯粉體、復(fù)合材料3大系列產(chǎn)品,。
石墨烯是碳材料家族的新成員,,它是由碳原子以sp2雜化軌道組成的只具有一個原子層厚度的單層片狀結(jié)構(gòu)材料。同碳納米管一樣,,石墨烯也以其諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛的應(yīng)用于儲能電池領(lǐng)域:(1)石墨烯具有極高的比表面積,,其理論值高達(dá)2600m2/g[16],這使得石墨烯基復(fù)合電極有著很好的電解液相容性;(2)石墨烯的電導(dǎo)率遠(yuǎn)超其他碳材料,,以石墨烯為導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的復(fù)合電極材料可以發(fā)揮優(yōu)異的倍率性能;(3)石墨烯衍生物如氧化石墨烯(GO)與還原氧化石墨烯(RGO)上含有的大量官能團(tuán)與缺陷位可以作為多種金屬及金屬氧化物納米粒子的生長位點(diǎn),。這種由石墨烯矩陣組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)可以有效的抑制納米電極材料在充放電過程中的團(tuán)聚現(xiàn)象及電極巨大的體積變化,從而增強(qiáng)電極材料的容量保持率與循環(huán)穩(wěn)定性,。
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(shí)了其出色的電熱轉(zhuǎn)換能力。Li[66】等人將氣相擴(kuò)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?yàn)殚_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,。氧化石墨烯有分散液和粉體形態(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電容器以及環(huán)境水處理方面表現(xiàn)出較強(qiáng)的優(yōu)勢,。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。氧化石墨烯官能團(tuán)豐富,,易于改性,。新型氧化石墨烯材料
石墨烯的結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定,碳碳鍵(carbon-carbon bond)為1.42,。云南制備氧化石墨烯
儲能電池在人們的日常通信及綠色出行等領(lǐng)域發(fā)揮著日益重要的作用,,這就對先進(jìn)的鋰離子電池與鋰硫電池電極制備技術(shù)提出了更高的要求。大量研究成果表明以碳納米管與石墨烯為**的納米碳材料因其優(yōu)異的導(dǎo)電能力,、良好的機(jī)械性能以及獨(dú)特的形貌與結(jié)構(gòu)特征,,可在不同的應(yīng)用模式下顯著提高儲能電池的容量性能、倍率性能以及循環(huán)壽命,。與此同時也應(yīng)認(rèn)識到在這些材料取得更加***與商業(yè)化的應(yīng)用前還需要解決以下問題:(1)研發(fā)低成本與環(huán)境友好的高質(zhì)量材料制備技術(shù),。碳納米管與石墨烯的導(dǎo)電能力對其所應(yīng)用的電極性能有著決定性的影響,因而需要不斷完善與探索新的制備工藝(如氣相沉積法)與化學(xué)改性(如元素?fù)诫s)方法,。云南制備氧化石墨烯