溶剂热法是指在特制的密闭反应器(高压釜)中,采用有机溶剂作为反应介质,通过将反应体系加热至临界温度(或接近临界温度),在反应体系中自身产生高压而进行材料制备的一种有效方法。溶剂热法解决了规模化制备石墨烯的问题,同时也带来了电导率很低的负面影响。为解决由此带来的不足,研究者将溶剂热法和氧化还原法相结合制备出了高质量的石墨烯。Dai等发现溶剂热条件下还原氧化石墨烯制备的石墨烯薄膜电阻小于传统条件下制备石墨烯。溶剂热法因高温高压封闭体系下可制备高质量石墨烯的特点越来越受科学家的关注。溶剂热法和其他制备方法的结合将成为石墨烯制备的又一亮点。石墨烯的制备方法还有高温还原、光照还原、外延晶体生长法、微波法、电弧法、电化学法等。笔者在以上基础上提出一种机械法制备纳米石墨烯微片的新方法,并尝试宏量生产石墨烯的研究中取得较好的成果。如何综合运用各种石墨烯制备方法的优势,取长补短,解决石墨烯的难溶解性和不稳定性的问题,完善结构和电性能等是今后研究的热点和难点,也为今后石墨烯的制备与合成开辟新的道路。石墨烯的导热性能优异,易分散,易加工。福建石墨烯产品介绍
石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp杂化轨道成键,并有如下的特点:碳原子有4个价电子,其中3个电子生成sp键,即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子,近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键,新形成的π键呈半填满状态。研究证实,石墨烯中碳原子的配位数为3,每两个相邻碳原子间的键长为×10米,键与键之间的夹角为120°。除了σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外,每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键(与苯环类似),因而具有优良的导电和光学性能。石墨烯在室温下的载流子迁移率约为15000cm/(V·s),这一数值超过了硅材料的10倍,是已知载流子迁移率比较高的物质锑化铟(InSb)的两倍以上。在某些特定条件下如低温下,石墨烯的载流子迁移率甚至可高达250000cm/(V·s)。与很多材料不一样,石墨烯的电子迁移率受温度变化的影响较小,50~500K之间的任何温度下,单层石墨烯的电子迁移率都在15000cm/(V·s)左右。另外,石墨烯中电子载体和空穴载流子的半整数量子霍尔效应可以通过电场作用改变化学势而被观察到,而科学家在室温条件下就观察到了石墨烯的这种量子霍尔效应。 河北石墨烯浆料氧化石墨烯(grapheneoxide,GO):一种通过氧化石墨得到的层状材料。
石墨烯的化学结构组成及其物理性能从其化学结构组成上来看,它是由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型(呈蜂巢晶格)的二维碳纳米材料。其次从其物理性能上来看,它具有光学、电学、力学特性一部分列的物理性能,从这也可以表现出它是一种非金属材料,其不具备金属所拥有的性能。石墨烯是蠢脊由碳原子构成的单层片状结构的新材料是已知世界上**薄、**硬的材料,被誉为“黑金”、“新材料***”。石墨烯的厚度可达头发丝的20万分之一,强度是钢的200倍。科学家预言,石墨烯将会是21世纪****重要,要优先集中精力的新材料,市场应用前景不可估量。石墨烯不仅*是电子产品、新能源电池、航空航天领域导致社会的特别要注意关注。
石墨烯由sp2杂化碳原子连接而成,是二维蜂窝状结构晶体,电子可以自由移动,电子传输性能良好。石墨烯在锂电池中的应用主要涉及电池正极材料、负极材料以及导电剂三个方面。在石墨烯作为电池正极材料时,利用表面含氧官能团等优势提高锂离子电池的倍率性能,且具有良好的循环稳定性;作为电池负极材料时,独特纳米片层结构可以构建有效“点—面”导电网络,提供存储空间,提高比容量并进一步实现快速充电放电;作为导电剂使用,以石墨烯为添加剂加入到传统导电剂中,可以显著提高锂电池中锂离子的嵌锂速度,提升导电剂的导电、放电性能,改善循环。石墨烯由sp2杂化碳原子连接而成,是二维蜂窝状结构晶体,电子可以自由移动,电子传输性能良好。石墨烯在锂电池中的应用主要涉及电池正极材料、负极材料以及导电剂三个方面。在石墨烯作为电池正极材料时,利用表面含氧官能团等优势提高锂离子电池的倍率性能,且具有良好的循环稳定性;作为电池负极材料时,独特纳米片层结构可以构建有效“点—面”导电网络,提供存储空间,提高比容量并进一步实现快速充电放电;作为导电剂使用,以石墨烯为添加剂加入到传统导电剂中,可以显著提高锂电池中锂离子的嵌锂速度。 主要用于各种(重)防腐涂料,如富锌环氧底漆、(无铬)达克罗涂料等。
科学家们逐渐发现碳素材料在硬度、光学特性、耐热性、耐辐射特性、耐化学药品特性、电绝缘性、导电性、表面与界面特性等方面比其它材料优异,可以说碳材料几乎包括了地球上所有物质所具有的特性,如**硬-**软,绝缘体-半导体-良导体,绝热-良导热,全吸光-全透光等,因此具有***的用途。碳纳米管是由碳原子形成的石墨烯片层卷成的无缝、中空的管体,一般可分为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管和双壁碳纳米管。根据尺寸大小将碳球分为:(1)富勒烯族系Cn和洋葱碳(具有封闭的石墨层结构,直径在2-20nm之间),如C60,C70等;(2)未完全石墨化的纳米碳球,直径在50nm一1μm之间;(3)碳微珠,直径在11μm以上。另外,根据碳球的结构形貌可分为空心碳球、实心硬碳球、多孔碳球、核壳结构碳球和胶状碳球等。 常州第六元素拥有石墨烯微片的缺陷修复/比表面可控技术。浙江石墨烯浆料
利用氧化石墨制备的石墨烯导热膜,导热系数高。福建石墨烯产品介绍
第六元素与江苏海力风电设备科技有限公司、江苏道森新材料有限公司签订《石墨烯防腐涂料战略合作框架协议》。根据协议,三方将借力海力风电这一平台,共同研发以石墨烯为主体的烯锌型风电设备防护涂料。海力风电总经理沙德权表示,三方研发的新型涂料的防腐效果是传统防腐涂料的4倍以上。这一合作将逐渐改变现有国内防护涂料产品层次低、创新力不足的劣势,填补国内外将石墨烯运用在风电防护涂料的技术空白,打破国外产品垄断局面,推动我国风电产业设施涂料的国产化进程。同时,三方将以此为契机,进一步研究和推广石墨烯在风力发电叶片强度复合材料中的应用。此外,第六元素还与四川大学高分子材料工程国家重点实验室签订战略合作协议,双方将主要针对石墨烯改性高分子材料的耐老化性进行系统研究。该合作是石墨烯应用领域的一大拓展,也是高分子材料研究领域的重大课题。海通证券分析认为,从国内已知的上市公司投资额看,石墨烯产业链铺设需要上亿元资金。广阔的下游应用及几乎无瓶颈的上游原材料,决定了石墨烯产业将很快迎来爆发期。福建石墨烯产品介绍