涂膜法是一种操作简单、效率相对较高的制备方法,常见的涂膜法可分为喷涂法和旋涂法两种。3〇^0山6[46]等人将00悬浮液喷涂在预热后的51/3丨02基材上,待溶剂完全蒸发后得到石墨烯薄膜。在喷涂过程中,可通过调节喷雾持续时间和分散液浓度来精确地控制GO片的厚度及密度,进一步还原后所得到的石墨烯薄膜可作为P型半导体,并表现出良好的场效应响应。除了普遍使用的喷涂法之外,Lian[47]等人将电喷雾沉积法与卷对卷工艺相结合,经过机械压实和2200°C高温处理后得到***石墨烯薄膜,热导率比较高可达1434Wnr1K-1,并且可实现大面积生产。Bao[4]等人将GO分散液沉积在强氧化剂处理过的玻璃基材表面,并使基材分别以500rpm、800rpm和1600rpm的速度旋转30s,***在100°C烘箱中干燥得到超薄石墨烯薄膜,其电阻可降低至1〇2?l〇3nnr2范围之间,透光率高达80%,在透明导体方向有着良好的应用前景。氧化石墨烯材料有滤饼形态。陕西氧化石墨烯
氧化石墨烯的主要应用:1、石墨烯可以做成化学传感器,这个过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的,根据部分学者的研究可知,石墨烯化学探测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比拟。石墨烯独特的二维结构使它对周围的环境非常敏感。石墨烯是电化学生物传感器的理想材料,石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有良好的灵敏性。2、石墨烯可以用来制作晶体管,由于石墨烯结构的高度稳定性,这种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定大氏地工作。相比之下,目前以硅为材料的晶体管在10纳米左右的尺度上就会失去稳定性;石墨烯中电子对外场的反应速度超快这一特点,又使得由它制成的晶体管可以达到极高的工作频率。氧化石墨烯涂料石墨烯环氧树脂纯度高、电性能优异且硬度和柔韧性佳。
单层石墨烯在室温下的热导率超过5000Wnr1IC1,因此被作为用于热管理系统中的理想热管理材料。近年来,人们发现取向三维石墨烯网络结构能够为热量传递提供有效路径,因此在散热材料和相变材料领域具有广阔的应用前景。刘忠范院士团队[39]合成了用作热管理材料的石墨烯气凝胶/十八烷酸相变复合材料,在填充含量为20vol%时热导率约为2.635Wm-1K-1,且其垂直分布的石墨烯纳米片提供了更大的光吸收及热交换面积,显著提高了太阳能的光-热转换及存储效率,远远优于其他传统的光-热转换材料。
石墨是由大量碳原子组成的六角环形网状结构的多层叠合体,因层问结合能只有5.4kJ/tool,故在一定的外力作用下易被剥离,而剥离出的石墨单层结构即为石墨烯。20世纪3O年代,Landau和Peierls等ll提出二维晶体是热力学不稳定的,在常温常压下易分解。因此,传统理论认为石墨烯只是一个理论结构,实际中无法单独存在。直到2004年,英国科学家Geim等打破了“二维晶体无法在非***零度稳定存在”的认知,采用微机械剥离法在高定向热解石墨(HoPG)上反复剥离,**终成功制备并观察到单层石墨烯。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质,因为其在水中具有优越的分散性。
虽然石墨烯独特的二维片层结构可以为硫提供大量的附着位点,但多硫化物仍可从这种开放的二维结构的开口端扩散入电解液,石墨烯/硫复合结构所制备的电极仍不可避免的在循环过程中不断损失容量。以氧化石墨烯为硫负载体时,其特点是不但对硫具有物理吸附能力,还因其所含的大量官能基团与硫的化学键合展现出对硫的化学吸附能力,从而可提升复合结构的循环稳定性。氧化石墨烯类材料因其自身含有大量的表面官能基团可对硫形成额外的化学吸附能力,从而改善硫电极的循环性能,但由于氧化石墨烯本身导电能力较差,因此所制备的复合材料往往无法发挥出较高的倍率性能。因此,目前的一个研究方向是通过将石墨烯进行表面化学改性,在引入孔结构或者其他官能团来提升其对硫的物理或化学吸附的同时,不影响石墨烯本体的高导电能力,从而获得在高倍率下仍可稳定循环的锂硫电池。氧化石墨烯未来可以应用于水泥复合材料。福建氧化石墨烯研发
常州第六元素制备石墨烯的方法简单易行、环境友好。陕西氧化石墨烯
在用氧化还原法将石墨剥离为石墨烯的工业化生产过程中,得到的石墨烯微片富含多种含氧官能团。由于石墨烯片层上的这些缺陷,在一些情况下,石墨烯微片无法满足某些复合材料在抗静电或导电、隔热或导热等方面的特殊要求。为了修复石墨烯片层上的缺陷,提高石墨烯微片的碳含量和在导电、导热等方面的性能。通过调控氧化石墨烯的结构,降低氧化程度,降低难分解的芳香族官能团,如内酯、酮羰基、羧基等官能团的含量,从而增加后续官能团分解的效率和降低分解温度。调控氧化条件,减少面内大面积反应。该减少缺陷的方案,有助于提升还原效率,减少面内难以修复的孔洞,使碳原子排布更密集,进一步减少修复段的势垒,将能量用于增加碳原子离域尺寸,提升晶元大线,从而提升还原石墨烯的本征导电性。研发了深度还原技术,并通过自主开发的还原设备,将石墨烯微片碳的质量分数提高到90%以上;且粉末电导率相比还原前提升20倍,达到了4000S/m以上。陕西氧化石墨烯
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