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科學(xué)家們逐漸發(fā)現(xiàn)碳素材料在硬度、光學(xué)特性、耐熱性、耐輻射特性、耐化學(xué)藥品特性、電絕緣性、導(dǎo)電性、表面與界面特性等方面比其它材料優(yōu)異,可以說碳材料幾乎包括了地球上所有物質(zhì)所具有的特性,如**硬-**軟,絕緣體-半導(dǎo)體-良導(dǎo)體,絕熱-良導(dǎo)熱,全吸光-全透光等,因此具有***的用途。碳納米管是由碳原子形成的石墨烯片層卷成的無(wú)縫、中空的管體,一般可分為單壁碳納米管、多壁碳納米管和雙壁碳納米管。根據(jù)尺寸大小將碳球分為:(1)富勒烯族系Cn和洋蔥碳(具有封閉的石墨層結(jié)構(gòu),直徑在2-20nm之間),如C60,C70等;(2)未完全石墨化的納米碳球,直徑在50nm一1μm之間;(3)碳微珠,直徑在11μm以上。另外,根據(jù)碳球的結(jié)構(gòu)形貌可分為空心碳球、實(shí)心硬碳球、多孔碳球、核殼結(jié)構(gòu)碳球和膠狀碳球等。 石墨烯比導(dǎo)電炭黑更低的滲流閾值和更穩(wěn)定的導(dǎo)電性,用量低,高效。重慶石墨烯導(dǎo)電劑
溶劑熱法是指在特制的密閉反應(yīng)器(高壓釜)中,采用有機(jī)溶劑作為反應(yīng)介質(zhì),通過將反應(yīng)體系加熱至臨界溫度(或接近臨界溫度),在反應(yīng)體系中自身產(chǎn)生高壓而進(jìn)行材料制備的一種有效方法。溶劑熱法解決了規(guī)?;苽涫┑膯栴},同時(shí)也帶來(lái)了電導(dǎo)率很低的負(fù)面影響。為解決由此帶來(lái)的不足,研究者將溶劑熱法和氧化還原法相結(jié)合制備出了高質(zhì)量的石墨烯。Dai等發(fā)現(xiàn)溶劑熱條件下還原氧化石墨烯制備的石墨烯薄膜電阻小于傳統(tǒng)條件下制備石墨烯。溶劑熱法因高溫高壓封閉體系下可制備高質(zhì)量石墨烯的特點(diǎn)越來(lái)越受科學(xué)家的關(guān)注。溶劑熱法和其他制備方法的結(jié)合將成為石墨烯制備的又一亮點(diǎn)。石墨烯的制備方法還有高溫還原、光照還原、外延晶體生長(zhǎng)法、微波法、電弧法、電化學(xué)法等。筆者在以上基礎(chǔ)上提出一種機(jī)械法制備納米石墨烯微片的新方法,并嘗試宏量生產(chǎn)石墨烯的研究中取得較好的成果。如何綜合運(yùn)用各種石墨烯制備方法的優(yōu)勢(shì),取長(zhǎng)補(bǔ)短,解決石墨烯的難溶解性和不穩(wěn)定性的問題,完善結(jié)構(gòu)和電性能等是今后研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn),也為今后石墨烯的制備與合成開辟新的道路。山西石墨烯復(fù)合材料石墨烯導(dǎo)電漿料中分散有少層石墨烯,可以作為電池正極導(dǎo)電劑。
石墨烯導(dǎo)電性能較好,且具有很高的熱輻射系數(shù),在散熱涂料中添加石墨烯,通過“導(dǎo)熱搭橋”機(jī)理,涂層的散熱面積大幅增加,有助于將熱源的熱量快速散發(fā)。此外,漆膜中的石墨烯,還能夠避免因高溫造成的涂層耐老化性下降,有助于在高溫環(huán)境中長(zhǎng)期使用。石墨烯輻射的光波波長(zhǎng)是3—15微米左右,與人體發(fā)射的紅外頻譜接近,所以,石墨烯能發(fā)射的“生命光波”被吸收產(chǎn)生溫?zé)嵝?yīng),能與生物體內(nèi)細(xì)胞的水分子產(chǎn)生***的“共振”,使人體微血管擴(kuò)張,血液循環(huán)加快,促進(jìn)機(jī)體的新陳代謝,提高機(jī)體的免疫能力。在緊身運(yùn)動(dòng)衣、瑜珈服、慢跑服、泳裝、防曬服、跑步鞋等運(yùn)動(dòng)系列中,使用石墨烯錦綸長(zhǎng)絲或混紡紗線,可以利用石墨烯錦綸AAA級(jí)抑菌、持續(xù)導(dǎo)熱、防紫外線和高耐磨等特性,從而得到防臭、親膚、散熱、防曬的多功能性運(yùn)動(dòng)面料。在無(wú)縫內(nèi)衣、棉紡內(nèi)衣、嬰孕內(nèi)衣等內(nèi)衣系列中,使用石墨烯錦綸長(zhǎng)絲或混紡紗線,可以利用石墨烯錦綸AAA級(jí)抑菌、無(wú)重金屬、遠(yuǎn)紅外等特性,從而得到安全、康護(hù)、舒適的多功能內(nèi)衣面料。在床墊、床單、被套、沙發(fā)套等家紡系列中,使用石墨烯錦綸長(zhǎng)絲或混紡紗線,可以利用石墨烯錦綸AAA級(jí)抑菌、無(wú)重金屬、防螨、遠(yuǎn)紅外等特性。
石墨烯電池可以使用七年左右。但是注意一點(diǎn),這是保守正確使用才可以達(dá)到的年限,如果操作不當(dāng)或者是給電動(dòng)車充電不規(guī)范的話,那么任何電池都不會(huì)用長(zhǎng)久,所以規(guī)范的充電操作可以增加電池的耐用性,并且還非常的安全。要說,石墨烯電池是比較耐用的,剛剛也說了,石墨烯電池可以使用七年左右,可見它是耐用的,當(dāng)然了,石墨烯也是比較貴的,可以說石墨烯電池要比其他電池貴,但是貴的不是電池本身,而且石墨烯這個(gè)技術(shù),這個(gè)技術(shù)甚至可以價(jià)比黃金,所以把電池的整體價(jià)格也抬高了,所以說一般人還是比較愿意購(gòu)買比較便宜的電池。其實(shí)石墨烯電池還是有優(yōu)點(diǎn)的,例如它整體比較輕,讓力氣比較小的沖衫逗人都可以方便攜帶,它的重量是普通電池的一半左右,一點(diǎn)也不會(huì)占地方,**主要的是石墨烯電池的安全性比較好,但是必須是在正確使用的前提下,它的耐高溫承受力比較高,但是也不可以長(zhǎng)久的在溫度高的環(huán)境充電,否則會(huì)發(fā)生,并且還會(huì)引起火災(zāi)。***造成財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡,而且石墨烯電池在充電的過程中不會(huì)留下記憶效應(yīng),也就是不好的痕跡,一般的普通電池都會(huì)留下記憶效應(yīng),所以石墨烯的這一點(diǎn)還是不錯(cuò)的。氧化石墨烯易于接枝改性,可與復(fù)合材料進(jìn)行原位復(fù)合。
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(jiǎn)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(zhǎng)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(lái)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。 在涂料中建議添加量在1~3%左右,可使涂層既具有優(yōu)良導(dǎo)(靜)電性能,又具有優(yōu)良力學(xué)性能和防腐性能。山西石墨烯復(fù)合材料
氧化石墨烯分散液含有豐富的羥基、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團(tuán)。重慶石墨烯導(dǎo)電劑
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(shí)溶劑可以插入石墨層間,進(jìn)行層層剝離,制備出石墨烯。此方法不會(huì)像氧化-還原法那樣破壞石墨烯的結(jié)構(gòu),可以制備高質(zhì)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(dǎo)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(zhì)量的石墨烯,整個(gè)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(xué)、多功能復(fù)合材料等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了廣闊的應(yīng)用前景。缺點(diǎn)是產(chǎn)率很低。重慶石墨烯導(dǎo)電劑