由于氧化墨烯表面仔在大:的鈑I{能川.喪脫f{{良好的親水性.昕以不儀能高度分散廠水溶液或j他仃饑劑中.而且在一定反應(yīng)條件F能轉(zhuǎn)變幻彳f維忖架納fj1J的1,烯水凝膠或氣凝膠。當(dāng)前二維r烯常川I制衙‘法』三要仃水熱法、化學(xué)氣相沉積法、自組裝法干¨31)¨印法2.3.1水熱法水熱法是制備三維石墨烯凝膠**l】的‘法。水熱條件下,氧化石墨烯結(jié)構(gòu)中的含瓴If能Ⅲ逐漸被還,軛結(jié)構(gòu)逐漸被修復(fù),還原后的石墨烯,;之Ihjfl0電斥力減?。畨毫ψ饔孟滦纬闪讼嘟获g的骨架狀r烯水凝膠。Iji等…將氧化石墨超聲分散】l8O(卜水熱眨心l.制得海綿狀的三維什墨烯氣凝膠。j際比太f!l達(dá)l32I31。。·g。.具有比膨脹墨和其他仃機(jī)【】發(fā)I;付制&r的ll殷附能Wu等。利用水熱法合成了連通,、孔人小為一9~3.5nnl、島比表而積和低質(zhì)蛀密度的彩孔狀-2II:r烯凝膠。此外.Song等利用該法成功i火僻J能II殷附水又能吸附油的雙親性多功能墨烯泡沭。石墨烯的導(dǎo)熱性能優(yōu)異,易分散,易加工。化工氧化石墨烯生產(chǎn)企業(yè)
在用氧化還原法將石墨剝離為石墨烯的工業(yè)化生產(chǎn)過程中,得到的石墨烯微片富含多種含氧官能團(tuán)。由于石墨烯片層上的這些缺陷,在一些情況下,石墨烯微片無法滿足某些復(fù)合材料在抗靜電或?qū)щ?、隔熱或?qū)岬确矫娴奶厥庖蟆榱诵迯?fù)石墨烯片層上的缺陷,提高石墨烯微片的碳含量和在導(dǎo)電、導(dǎo)熱等方面的性能。通過調(diào)控氧化石墨烯的結(jié)構(gòu),降低氧化程度,降低難分解的芳香族官能團(tuán),如內(nèi)酯、酮羰基、羧基等官能團(tuán)的含量,從而增加后續(xù)官能團(tuán)分解的效率和降低分解溫度。調(diào)控氧化條件,減少面內(nèi)大面積反應(yīng)。該減少缺陷的方案,有助于提升還原效率,減少面內(nèi)難以修復(fù)的孔洞,使碳原子排布更密集,進(jìn)一步減少修復(fù)段的勢(shì)壘,將能量用于增加碳原子離域尺寸,提升晶元大線,從而提升還原石墨烯的本征導(dǎo)電性。研發(fā)了深度還原技術(shù),并通過自主開發(fā)的還原設(shè)備,將石墨烯微片碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到90%以上;且粉末電導(dǎo)率相比還原前提升20倍,達(dá)到了4000S/m以上。氧化石墨烯功能石墨烯導(dǎo)熱性能優(yōu)異,可制備導(dǎo)熱復(fù)合材料、散熱涂料等。
石墨烯宏觀體材料的形狀可通過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。
相變材料(PCM)通過材料發(fā)生物態(tài)的變化(如融化、凝固等)來儲(chǔ)存及釋放能量,從而達(dá)到熱管理的目的。但是,相變材料在作為熱管理材料使用時(shí)有三個(gè)主要缺點(diǎn):本征熱導(dǎo)率低、對(duì)光的吸收率低以及形狀穩(wěn)定性差[6()_62]。因此,通常通過添加導(dǎo)熱填料來改善這些缺點(diǎn),石墨烯由于具有高本征熱導(dǎo)率、高長徑比而經(jīng)常被作為制備具有高性能相變復(fù)合材料的理想填料。在現(xiàn)階段研究中,石墨烯基相變復(fù)合材料在熱管理方向的應(yīng)用主要分為光-熱轉(zhuǎn)換材料、熱-電轉(zhuǎn)換材料、電-熱轉(zhuǎn)換材料三種。氧化石墨烯結(jié)構(gòu)跨越了一般化學(xué)和材料科學(xué)的典型尺度。
單層石墨烯在室溫下的熱導(dǎo)率超過5000Wnr1IC1,因此被作為用于熱管理系統(tǒng)中的理想熱管理材料。近年來,人們發(fā)現(xiàn)取向三維石墨烯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠?yàn)闊崃總鬟f提供有效路徑,因此在散熱材料和相變材料領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。劉忠范院士團(tuán)隊(duì)[39]合成了用作熱管理材料的石墨烯氣凝膠/十八烷酸相變復(fù)合材料,在填充含量為20vol%時(shí)熱導(dǎo)率約為2.635Wm-1K-1,且其垂直分布的石墨烯納米片提供了更大的光吸收及熱交換面積,顯著提高了太陽能的光-熱轉(zhuǎn)換及存儲(chǔ)效率,遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他傳統(tǒng)的光-熱轉(zhuǎn)換材料。氧化石墨烯具有兩親性,是因?yàn)槠浜泄倌軋F(tuán)。福建氧化石墨烯材料
常州第六元素?fù)碛惺┪⑵娜毕菪迯?fù)/比表面可控技術(shù)。化工氧化石墨烯生產(chǎn)企業(yè)
涂膜法是一種操作簡(jiǎn)單、效率相對(duì)較高的制備方法,常見的涂膜法可分為噴涂法和旋涂法兩種。3〇^0山6[46]等人將00懸浮液噴涂在預(yù)熱后的51/3丨02基材上,待溶劑完全蒸發(fā)后得到石墨烯薄膜。在噴涂過程中,可通過調(diào)節(jié)噴霧持續(xù)時(shí)間和分散液濃度來精確地控制GO片的厚度及密度,進(jìn)一步還原后所得到的石墨烯薄膜可作為P型半導(dǎo)體,并表現(xiàn)出良好的場(chǎng)效應(yīng)響應(yīng)。除了普遍使用的噴涂法之外,Lian[47]等人將電噴霧沉積法與卷對(duì)卷工藝相結(jié)合,經(jīng)過機(jī)械壓實(shí)和2200°C高溫處理后得到***石墨烯薄膜,熱導(dǎo)率比較高可達(dá)1434Wnr1K-1,并且可實(shí)現(xiàn)大面積生產(chǎn)。Bao[4]等人將GO分散液沉積在強(qiáng)氧化劑處理過的玻璃基材表面,并使基材分別以500rpm、800rpm和1600rpm的速度旋轉(zhuǎn)30s,***在100°C烘箱中干燥得到超薄石墨烯薄膜,其電阻可降低至1〇2?l〇3nnr2范圍之間,透光率高達(dá)80%,在透明導(dǎo)體方向有著良好的應(yīng)用前景?;ぱ趸┥a(chǎn)企業(yè)