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)展簡單可控的化學(xué)制備方法是一種方便、可行的途徑,這需要化學(xué)家們長期不懈的探索和努力;石墨烯的化學(xué)修飾包括: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),來實(shí)現(xiàn)更多的功能和應(yīng)用。石墨烯的表面化學(xué)性能: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。石墨烯漿料穩(wěn)定性較好,加入活性材料易于電池混漿。寧夏石墨烯粉體
石墨烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)組成及其物理性能從其化學(xué)結(jié)構(gòu)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(xué)、電學(xué)、力學(xué)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(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料是已知世界上**薄、**硬的材料,被譽(yù)為“黑金”、“新材料***”。石墨烯的厚度可達(dá)頭發(fā)絲的20萬分之一,強(qiáng)度是鋼的200倍??茖W(xué)家預(yù)言,石墨烯將會(huì)是21世紀(jì)****重要,要優(yōu)先集中精力的新材料,市場應(yīng)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(lǐng)域?qū)е律鐣?huì)的特別要注意關(guān)注。特種石墨烯措施石墨烯適用于鋰離子電池正負(fù)極材料導(dǎo)電添加劑,可有效提高電池能量,改善循環(huán)壽命和倍率性能。
第六元素研發(fā)的“石墨烯重防腐涂料”,率先在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,于2015年通過工信部組織的“科技成果鑒定”,達(dá)到“世界先進(jìn)水平”。該技術(shù)目前已在國信、華潤、龍?jiān)吹群I巷L(fēng)電塔筒,“京廣線”隴海鐵路橋梁,以及航天科工二院、中船“724所”等科研院所進(jìn)行了試驗(yàn)性涂裝。產(chǎn)品主要應(yīng)用客戶有重慶三峽、中海油、江南造船等。常州第六元素材料科技股份有限公司、中國電子科技集團(tuán)公司第十四研究所、中海油常州涂料化工研究院有限公司、江蘇道蓬科技有限公司聯(lián)合完成的“基于薄層石墨烯的重防腐涂料體系產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)與工程應(yīng)用”項(xiàng)目獲得2022年度江蘇省科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)。石墨烯作為關(guān)鍵材料在防腐涂層發(fā)揮的作用尤為明顯,其可以有效地阻隔外界環(huán)境、腐蝕物質(zhì)等向金屬基材滲透和擴(kuò)散,并形成致密的保護(hù)層,具有防腐效果好,涂層厚度低,附著力高,重量輕,機(jī)械性能好,耐鹽霧性能較好,壽命長久且成本低等優(yōu)勢,是傳統(tǒng)防腐涂料良好的升級替代產(chǎn)品。石墨烯一旦在防腐涂料中成功應(yīng)用,將**改善腐蝕耗損對經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生的負(fù)面影響,同時(shí)也將成為工業(yè)防腐涂料的一個(gè)嶄新的亮點(diǎn)和新的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)。
氧化-還原法制備成本低廉且容易實(shí)現(xiàn),成為制備石墨烯的比較好方法,而且可以制備穩(wěn)定的石墨烯懸浮液,解決了石墨烯不易分散的問題。氧化-還原法是指將天然石墨與強(qiáng)酸和強(qiáng)氧化性物質(zhì)反應(yīng)生成氧化石墨(GO),經(jīng)過超聲分散制備成氧化石墨烯(單層氧化石墨),加入還原劑去除氧化石墨表面的含氧基團(tuán),如羧基、環(huán)氧基和羥基,得到石墨烯。氧化-還原法被提出后,以其簡單易行的工藝成為實(shí)驗(yàn)室制備石墨烯的**簡便的方法,得到廣大石墨烯研究者的青睞。Ruoff等發(fā)現(xiàn)通過加入化學(xué)物質(zhì)例如二甲肼、對苯二酚、硼氫化鈉(NaBH4)和液肼等除去氧化石墨烯的含氧基團(tuán),就能得到石墨烯。氧化-還原法可以制備穩(wěn)定的石墨烯懸浮液,解決了石墨烯難以分散在溶劑中的問題。氧化-還原法的缺點(diǎn)是宏量制備容易帶來廢液污染和制備的石墨烯存在一定的缺陷,例如,五元環(huán)、七元環(huán)等拓?fù)淙毕莼虼嬖?OH基團(tuán)的結(jié)構(gòu)缺陷,這些將導(dǎo)致石墨烯部分電學(xué)性能的損失,使石墨烯的應(yīng)用受到限制。石墨烯具有較高的比表面積及超薄的片層結(jié)構(gòu),可形成致密的物理隔絕層。
這項(xiàng)運(yùn)用新工具2D材質(zhì)的研究展示了從鹽水中提供干凈飲用水的現(xiàn)實(shí)全世界前途。為了更好地理解離子運(yùn)輸背后的基本機(jī)制,曼徹斯特大學(xué)的AndreGeim爵士***的一個(gè)團(tuán)隊(duì)制作了原子尺碼的平整狹縫,尺碼*為幾埃。這些通道是化學(xué)惰性的,平均壁厚為??潭?。研究人員在兩塊100納米厚的石墨晶體板上制造了狹縫設(shè)備,這些石墨板是通過刨削大塊石墨結(jié)晶獲取的。然后在將另一塊板放在***塊板上之前,在石墨晶體板的每個(gè)邊沿置放雙層石墨烯和單層MoS2的二維原子結(jié)晶的矩形片。這樣就獲取了墊片厚度的空隙?!熬拖衲靡槐緯?,在每個(gè)外緣置放兩個(gè)火柴,然后再放上另一本書,”Geim解釋說,“這引致書本表面之間的空隙,空隙的高度相等火柴的厚度。在我們的事例中,這些書是原子平緩的石墨晶體,火柴是石墨烯或MoS2單層?!边@種組裝靠范德華力結(jié)合在一起,狹縫尺寸與水通道蛋白的直徑大略相同,這對活生物體至關(guān)舉足輕重。狹縫是也許的很小大小,因?yàn)榫咻^薄間隔物的狹縫是不安定的,并且也許由于相對壁之間的吸引而塌陷。在將離子浸泡離子溶液中時(shí),如果在其上強(qiáng)加電壓,則離子會(huì)流過狹縫,并且該離子流將組成電流。該團(tuán)隊(duì)通過狹縫測量離子電導(dǎo)率。石墨烯納米帶 (Graphene Nanoribbons, GNRs)具有帶隙精確可調(diào)的特性。多層石墨烯聯(lián)系人
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。寧夏石墨烯粉體
去年12月,華為曾推出的石墨烯基鋰離子電池引起了巨大的關(guān)注,被喻為“黑金子”的石墨烯材質(zhì)開始展示了其獨(dú)有的魅力漸漸實(shí)現(xiàn)商用。而石墨烯能干的不僅如此,現(xiàn)在又有研究人員采用石墨烯制造OLED電極。實(shí)質(zhì)上,業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,未來石墨烯有也許在OLED產(chǎn)業(yè)上實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。石墨烯享有高畫質(zhì)、柔性超薄、高對比、低能耗等特性,它能制作硬度優(yōu)良、導(dǎo)電出色、柔性觸控、超級透明的出色觸控面板材質(zhì)。而這次研究人員用石墨烯制作OLED電極就是一項(xiàng)關(guān)鍵突破。據(jù)傳媒報(bào)導(dǎo),黏附到OLED的電極大小約為2cmx1cm(1/2英寸x1/4英寸),它采用化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝制造,其中甲烷和氫氣被泵入真空室中,銅板被加熱到800℃(1,472°F)。這兩種氣體時(shí)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),并當(dāng)甲烷溶解到銅中時(shí),其在表面上形成石墨烯原子。一旦該層充分形成,使整個(gè)設(shè)備降溫,強(qiáng)加保護(hù)性聚合物片,然后化學(xué)蝕刻掉銅以顯出純石墨烯的單原子層。Fraunhofer有機(jī)電子學(xué),電子束和等離子體技術(shù)FEP項(xiàng)目主任BeatriceBeyer博士說,“這是極嚴(yán)苛材質(zhì)研究和集成的確實(shí)突破。雖然這不是個(gè)在其結(jié)構(gòu)中用到石墨烯的柔性顯示屏,但它引入OLED技術(shù),向全色屏幕和迅速響應(yīng)時(shí)間邁出一大步。寧夏石墨烯粉體