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(kāi)發(fā)更為高效與環(huán)境友好的能源設(shè)備越來(lái)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(wèn)題,,如較低的電子電導(dǎo)率與鋰離子遷移效率,、嵌脫鋰過(guò)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),。玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料戶外使用具有超長(zhǎng)耐候性,。全國(guó)生產(chǎn)氧化石墨烯制造
石墨烯宏觀體材料的形狀可通過(guò)改變不同的制備方法、反應(yīng)基底及反應(yīng)容器等對(duì)其進(jìn)行調(diào)控,,但其微觀結(jié)構(gòu)的可控性和重復(fù)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(duì)于實(shí)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(gè)難點(diǎn)。當(dāng)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(xué)性能和力學(xué)性能等方面都略有減弱,制備出來(lái)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(duì)石墨烯宏觀體制備原料的開(kāi)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(xué)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(dǎo)熱性能仍待進(jìn)一步的研究應(yīng)用,。全國(guó)生產(chǎn)氧化石墨烯制造氧化石墨是多層,、未剝離的氧化石墨烯。
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(lái)了極大的便利,。但是,其中的高速處理器等電子組件會(huì)產(chǎn)生不良的電磁能量,,這不僅會(huì)損害電子組件自身的使用壽命,、干擾其他組件的功能,還會(huì)對(duì)人體健康帶來(lái)危害,。石墨烯?。崳娔ぞ哂袃?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(guò)蒸發(fā)自組裝法制備了大面積GO薄膜,。經(jīng)過(guò)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(guò)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(guò)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,。
近年來(lái),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(lái)越多的關(guān)注,。石高全教授課題組[51]通過(guò)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(guò)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。氧化石墨烯單片上隨機(jī)分布著羥基和環(huán)氧基,、羧基和羰基,。
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(jiǎn)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(zhǎng)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(lái)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(gè)獨(dú)特的模型表面;同時(shí)石墨烯具有完美的兩維周期平面結(jié)構(gòu),可以作為一個(gè)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(gè)全新的模型催化研究體系,。常州第六元素建有自動(dòng)控制規(guī)模化生產(chǎn)線,,市場(chǎng)占有率居國(guó)內(nèi)外前列,。全國(guó)生產(chǎn)氧化石墨烯制造
常州第六元素氧化石墨(烯)產(chǎn)能達(dá)到1400噸/年,石墨烯粉產(chǎn)能達(dá)到100噸/年,。全國(guó)生產(chǎn)氧化石墨烯制造
除了可以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為熱能存儲(chǔ)之外,,石墨烯相變材料也可以將電能轉(zhuǎn)換為熱能存儲(chǔ)。Wang[65]等人通過(guò)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(shí)熱導(dǎo)率可達(dá)到1.42Wm-11C1,。此外,當(dāng)電壓為5V時(shí),,流經(jīng)樣品的電流約為1.18A,,此時(shí)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(guò)超臨界C02干燥和熱退火過(guò)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(shí),,電-熱轉(zhuǎn)換效率比較高可以達(dá)到85%,。這項(xiàng)工作能夠?yàn)殚_(kāi)發(fā)智能的電-熱轉(zhuǎn)換及存儲(chǔ)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(yáng)能存儲(chǔ)利用,、熱管理系統(tǒng)等領(lǐng)域具備的潛力。全國(guó)生產(chǎn)氧化石墨烯制造