四川石墨烯防腐涂料

中科院金屬研究所沈陽材質科學國家(聯(lián)合)實驗室科研人員運用化學氣相沉積法制備出石墨烯三維網(wǎng)絡構造材質，一舉攻陷石墨烯制備難題，將石墨烯制備帶入產(chǎn)量高、生長面積大的新時代。這一突破不久前入選了2011年度中國科學**進展。為了揭露石墨烯這一隱秘材質的面紗，新聞記者日前采訪了中科院金屬所的科研人員。據(jù)介紹，石墨烯是一種新型碳材質，為單層碳原子緊密堆積而成的二維蜂窩狀晶體結構。石墨烯的導電性極好，在射頻晶體管、超靈敏傳感器、柔性透明導電薄膜、***和高導復合材料、高性能鋰離子電池組和超級電容器等方面展現(xiàn)出極大的應用潛力，成為全人類目前已知的強度**高的物質。它不*可以開發(fā)制造出薄如紙片的超輕型飛機材質、超韌性的防彈衣，甚至還能為將來制造“太空電梯”纜線敞開期望之門。但是，繁復的制造工藝阻撓著石墨烯的普遍使用。高質量石墨烯的大量制備以及把石墨烯片組裝成具備特定構造的材質對綜合利用石墨烯的眾多不錯特性、實現(xiàn)商業(yè)化應用具備極度關鍵的含義。據(jù)該所科研人員介紹，他們在石墨烯三維體材質的宏量制備和應用中使用泡沫金屬作為生長基體，運用化學氣相沉積法方式制備出兼具三維連接網(wǎng)絡構造的泡沫狀石墨烯體材質。玻纖增強復合材料戶外使用具有超長耐候性。四川石墨烯防腐涂料

石墨烯內(nèi)部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp雜化軌道成鍵，并有如下的特點:碳原子有4個價電子，其中3個電子生成sp鍵，即每個碳原子都貢獻一個位于pz軌道上的未成鍵電子，近鄰原子的pz軌道與平面成垂直方向可形成π鍵，新形成的π鍵呈半填滿狀態(tài)。研究證實，石墨烯中碳原子的配位數(shù)為3，每兩個相鄰碳原子間的鍵長為×10米，鍵與鍵之間的夾角為120°。除了σ鍵與其他碳原子鏈接成六角環(huán)的蜂窩式層狀結構外，每個碳原子的垂直于層平面的pz軌道可以形成貫穿全層的多原子的大π鍵(與苯環(huán)類似)，因而具有優(yōu)良的導電和光學性能。石墨烯在室溫下的載流子遷移率約為15000cm/(V·s)，這一數(shù)值超過了硅材料的10倍，是已知載流子遷移率比較高的物質銻化銦(InSb)的兩倍以上。在某些特定條件下如低溫下，石墨烯的載流子遷移率甚至可高達250000cm/(V·s)。與很多材料不一樣，石墨烯的電子遷移率受溫度變化的影響較小，50~500K之間的任何溫度下，單層石墨烯的電子遷移率都在15000cm/(V·s)左右。另外，石墨烯中電子載體和空穴載流子的半整數(shù)量子霍爾效應可以通過電場作用改變化學勢而被觀察到，而科學家在室溫條件下就觀察到了石墨烯的這種量子霍爾效應。無污染石墨烯功能石墨烯抗靜電阻燃復合材料高氧指數(shù)，以及良好的流動性與力學性能。

石墨烯的研究熱潮也吸引了國內(nèi)外材料植被研究的興趣，石墨烯材料的制備方法已報道的有：機械剝離法、化學氧化法、晶體外延生長法、化學氣相沉積法、有機合成法和碳納米管剝離法等。1、微機械剝離法2004年，Geim等***用微機械剝離法，成功地從高定向熱裂解石墨(highlyorientedpyrolyticgraphite)上剝離并觀測到單層石墨烯。Geim研究組利用這一方法成功制備了準二維石墨烯并觀測到其形貌，揭示了石墨烯二維晶體結構存在的原因。微機械剝離法可以制備出高質量石墨烯，但存在產(chǎn)率低和成本高的不足，不滿足工業(yè)化和規(guī)?；a(chǎn)要求，目前只能作為實驗室小規(guī)模制備。2、化學氣相沉積法化學氣相沉積法(ChemicalVaporDeposition，CVD)***在規(guī)?；苽涫┑膯栴}方面有了新的突破。CVD法是指反應物質在氣態(tài)條件下發(fā)生化學反應,生成固態(tài)物質沉積在加熱的固態(tài)基體表面，進而制得固體材料的工藝技術。麻省理工學院的Kong等、韓國成均館大學的Hong等和普渡大學的Chen等在利用CVD法制備石墨烯。他們使用的是一種以鎳為基片的管狀簡易沉積爐，通入含碳氣體，如：碳氫化合物，它在高溫下分解成碳原子沉積在鎳的表面,形成石墨烯，通過輕微的化學刻蝕，使石墨烯薄膜和鎳片分離得到石墨烯薄膜。

溶劑剝離法的原理是將少量的石墨分散于溶劑中，形成低濃度的分散液，利用超聲波的作用破壞石墨層間的范德華力，此時溶劑可以插入石墨層間，進行層層剝離，制備出石墨烯。此方法不會像氧化-還原法那樣破壞石墨烯的結構，可以制備高質量的石墨烯。在氮甲基吡咯烷酮中石墨烯的產(chǎn)率比較高(大約為8%)，電導率為6500S/m。研究發(fā)現(xiàn)高定向熱裂解石墨、熱膨脹石墨和微晶人造石墨適合用于溶劑剝離法制備石墨烯。溶劑剝離法可以制備高質量的石墨烯，整個液相剝離的過程沒有在石墨烯的表面引入任何缺陷，為其在微電子學、多功能復合材料等領域的應用提供了廣闊的應用前景。缺點是產(chǎn)率很低。教授們使用膠帶將石墨片層層撕離，得到了非常薄的一層石墨片。

這種石墨烯體材質完整地復制了泡沫金屬的構造，石墨烯以無縫連接的方法組成一個全連接的總體，兼具出色的電荷傳導能力、850平方米/克的比表面積、％的孔隙率以及5毫克/立方厘米的極低密度。負責該項目的**告知新聞記者，這種方式可控性好，容易放大，通過變動工藝條件可以調控石墨烯的平均層數(shù)、石墨烯網(wǎng)絡的比表面積、密度和導電性，并且使用基體卷曲的方式他們可制備出170毫米×220毫米及更大面積的石墨烯泡沫材質?；谑┡菽c眾不同的三維網(wǎng)絡構造，中科院金屬所還使用原位聚合的方式制備出石墨烯泡沫/硅橡膠復合材料，在石墨烯添加量*為％的條件下，復合材料的電導率可達10西門子/厘米，比基于化學氧化剝離法制備的相同添加量的石墨烯復合材料的電導率提高了6個數(shù)量級，也大于碳納米管復合材料的電導率。而且這種復合材料有著很好的柔韌性和穩(wěn)定性，在彎折和拉伸等條件下*有很小的電阻變化，在應力獲釋后可很快回復其原有形貌和電阻值，是一種完美的彈性導體材質，這一性能使其在柔性顯示器、可穿戴式移動通訊裝置和人造肌膚等柔性電子方面兼具空曠的應用前途。在采訪終結時**強調，以多孔金屬作為生長基體是石墨烯化學氣相沉積法發(fā)育的一條新思路。玻纖增強復合材料顏色、性能可根據(jù)客戶需求定制。改性石墨烯費用

應用于鋰電正負極材料，還可以應用于橡膠、塑料、樹脂、纖維等高分子復合材料領域。四川石墨烯防腐涂料

石墨烯的化學結構組成及其物理性能從其化學結構組成上來看，它是由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型（呈蜂巢晶格）的二維碳納米材料。其次從其物理性能上來看，它具有光學、電學、力學特性一部分列的物理性能，從這也可以表現(xiàn)出它是一種非金屬材料，其不具備金屬所擁有的性能。石墨烯是蠢脊由碳原子構成的單層片狀結構的新材料是已知世界上**薄、**硬的材料，被譽為“黑金”、“新材料***”。石墨烯的厚度可達頭發(fā)絲的20萬分之一，強度是鋼的200倍?？茖W家預言，石墨烯將會是21世紀****重要，要優(yōu)先集中精力的新材料，市場應用前景不可估量。石墨烯不僅*是電子產(chǎn)品、新能源電池、航空航天領域導致社會的特別要注意關注。四川石墨烯防腐涂料